高中物理新教材优质课公开课06 C电势差与电场强度的关系 提升版.pdf

电势差与电场强度的关系

知识点：电势差与电场强度的关系

一、匀强电场中电势差与电场强度的关系

1．在匀强电场中，两点间的电势差等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积．

2．公式：U＝Ed.

AB

UAB

二、公式E＝的意义

d

1．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距

离之比．

2．电场强度的另一种表述：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．

UAB

3．电场强度的另一个单位：由E＝可导出电场强度的另一个单位，即伏每米，符号为

d

V/m.

1V/m＝1N/C.

技巧点拨

一、匀强电场中电势差与电场强度的关系

UAB

1．公式E＝及U＝Ed的适用条件都是匀强电场．

AB

d

U

2．由E＝可知，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．

d

式中d不是两点间的距离，而是两点所在的等势面间的距离，只有当此两点在匀强电场中的

同一条电场线上时，才是两点间的距离．

3．电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向．

二、电势差的求法

1．电势差的三种求解方法

(1)应用定义式U＝φ－φ来求解．

ABAB

WAB

(2)应用关系式U＝来求解．

AB

q

(3)应用关系式U＝Ed(匀强电场)来求解．

AB

2．在应用关系式U＝Ed时可简化为U＝Ed，即只把电势差大小、场强大小通过公式联系

AB

起来，电势差的正负、电场强度的方向可根据题意另作判断．

U

三、利用E＝定性分析非匀强电场

d

U＝Ed只适用于匀强电场的定量计算，在非匀强电场中，不能进行定量计算，但可以定性

AB

地分析有关问题．

(1)在非匀强电场中，公式U＝Ed中的E可理解为距离为d的两点间的平均电场强度．

(2)当电势差U一定时，场强E越大，则沿场强方向的距离d越小，即场强越大，等差等势

面越密．

(3)距离相等的两点间的电势差：E越大，U越大；E越小，U越小．

四、用等分法确定等势线和电场线

1．在匀强电场中电势差与电场强度的关系式为U＝Ed，其中d为两点沿电场方向的距离．

由公式U＝Ed可以得到下面两个结论：

φ＋φ

结论1：匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势φ＝AB，如图甲所示．

C

2

结论2：匀强电场中若两线段AB∥CD，且AB＝CD，则U＝U(或φ－φ＝φ－φ)，同

ABCDABCD

理有U＝U，如图乙所示．

ACBD

2．确定电场方向的方法

先由等分法确定电势相等的点，画出等势线，然后根据电场线与等势面垂直画出电场线，且

电场线的方向由电势高的等势面指向电势低的等势面．

例题精练

1．（沙河口区校级月考）如图所示，用绝缘轻质细线悬吊一质量为m、电荷量为q的小球，

在空间施加一匀强电场（方向未知），要使小球保持静止时细线与竖直方向成θ角（已知θ

满足0＜θ＜45°），所加匀强电场的电场强度的最小值为（）

A．B．C．D．

2．（蜀山区校级模拟）如图，倾角为30°的粗糙绝缘斜面固定在水平面上，在斜面的底端

A和顶端B分别固定等量的同种负电荷。质量为m、带