第3节 电势差与电场强度的关系 必备知识 自我检测 一、电势差与静电力做功 1.在物理学中,电场中两点间电势的差值称为电势差,也称电压。 2.公式:电场中A点的电势为φA,B点的电势为φB,则UAB=φA-φB, UBA=φB-φA,可见UAB=-UBA。 3.电势差是标量,UAB为正值,A点的电势比B点的电势高;UAB为负值,A点的电势比B点的电势低。 4.电势差与静电力做功的关系:UAB= 或WAB=qUAB。 5.在研究原子和原子核时,常用电子伏特作为能量单位, 1 eV=1.6×10-19 J。? 必备知识 自我检测 二、匀强电场中电场强度与电势差的关系 1.匀强电场中电场强度与电势差的关系E= 。 2.物理意义:在匀强电场中,电场强度的大小等于两点间的电势差与这两点沿电场强度方向的距离之比。也就是说,电场强度在数值上等于沿电场方向单位距离上降低的电势。 3.电场强度的另一个单位:伏(特)每米,符号V/m,1 N/C=1 V/m。 4.UAB=Ed,其物理意义:匀强电场中两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向距离的乘积。 必备知识 自我检测 1.正误判断。 (1)在两点间移动电荷时,静电力做正功,则两点间的电势差大于零。( ) 解析:若在两点间移动负电荷时,静电力做正功,则这两点间电势差为负值。 答案:× (2)UAB和UBA是不同的,UAB=-UBA。( ) 解析:UAB=φA-φB,而UBA=φB-φA,所以有UAB=-UBA。 答案:√ 必备知识 自我检测 (3)在匀强电场中,沿电场线方向,相同距离上降低的电势必相等。( ) 解析:由UAB=Ed可知沿电场线方向,相同距离上降低的电势必相等。 答案:√ (4)电势差的定义式UAB= ,说明两点间的电势差UAB与静电力做功WAB成正比,与移动电荷的电荷量q成反比。( ) 解析:电势差仅由电场及两点的位置决定,与移动的电荷量及做功的多少无关。 答案:× (5)公式UAB=Ed适用于计算任何电场中A、B两点间的电势差。( ) 解析:此公式只适用于匀强电场。 答案:× 必备知识 自我检测 2.(多选)下列说法正确的是( ) A.电场中两点间的电势差大小与零电势点的选取有关 B.UAB和UBA是不同的,UAB=-UBA C.φA、φB都有正负,所以电势是矢量 D.若φB=0,则φA=UAB 解析:由电势差的概念知B、D正确。 答案:BD 必备知识 自我检测 3.如图所示,匀强电场电场强度E=100 V/m,A、B两点相距10 cm,A、B连线与电场线夹角为60°,则UBA的值为( ) A.-10 V B.10 V C.-5 V 解析:A、B两点沿电场线方向的距离 d=l·cos 60°=0.1 m× =0.05 m B点的电势低于A点电势,故UBA=-Ed=-100×0.05 V=-5 V 答案:C 探究一 探究二 探究三 探究四 随堂检测 电势差与静电力做功 情境探究 (1)身高与站的位置有关吗? (2)思考讨论:电势差的值与零电势点的位置有关吗? 要点提示:(1)无关。 (2)无关。 探究一 探究二 探究三 探究四 随堂检测 知识归纳 1.关于电势差的三点说明 (1)电场中两点间的电势差,由电场本身决定,与在这两点间移动的电荷的电荷量、静电力做功的大小无关。 (2)求电势差时,必须明确所要求的是哪两点的电势差。A、B间的电势差记为UAB,B、A间的电势差记为UBA。 (3)电势差为标量,有正、负之分,电势差的正、负表示电场中两点间的电势的高低。 若UAB>0则φA>φB,若UAB<0则φA<φB。 探究一 探究二 探究三 探究四 随堂检测 探究一 探究二 探究三 探究四 随堂检测 (4)公式WAB=qUAB适用于任何电场,UAB为电场中A、B两点间的电势差,WAB仅是静电力做的功,式中各量均有正、负,计算中W与U的角标要对应,即WAB=qUAB,WBA=qUBA。 (5)不管电场是否是匀强电场,静电力是否是恒力,都可以利用WAB=qUAB来计算静电力做的功。 探究一 探究二 探究三 探究四 随堂检测 实例引导 例1如图所示,在电场强度E=1.5×103 N/C的匀强电场中,有A、B、C三点,AB垂直于电场线,BC平行于电场线,AB=3 cm,BC=4 cm, AC=5 cm,A、B间的电势差 UAB=0,B、C间的电势差UBC ... ...
~~ 您好，已阅读到文档的结尾了 ~~
