电势差与电场强度的关系 高一下学期物理鲁科版（2019）必修三

第3节电势差与电场强度的关系第二章

电势能与电势差学习目标1.了解电势差的含义.2.知道匀强电场中电势差与电场强度的关系.在对吊脚楼进行测量时，若测量起点改变，则吊脚楼上A

点和B点的高度也相应改变，但A、B

两点的高度差h

是一定的。吊脚楼ABh同样，在电场中，选择不同的位置作为零电势点，电场中同一点的电势是不同的，但电场中两点间电势的差值不会变。电势的差值又有什么意义呢？EABO+FEAB？？？01.定义：我们将电场中两点电势之间的差值叫做电势差。UAB=

A－

BUBA=

B－

AUAB=－UBAUAB

电势差3.电势差也叫电压4.电势差是标量，但有正负UAB=

A－

BUAB＞0UAB＜0

A＞

B2.单位：伏特V

A＜

B1.描述电势差时，必须指明是哪两点的电势差。如UAB或UBA。

2.电势差与零电势点的选取无关。3.电场中两点间的电势差，由电场本身的性质及初、末位置决定。4.电势差的正负不表示方向，表示电场中两点电势的相对高低。5.推论：注意ABFEWAB=－

Ep＝EpA－EpB＝q

A－q

B＝q(

A－

B)＝qUAB适用于恒力和变力做功1.电场中A、B两点间的电势差等于电场力做的功与电荷量q的比值静电力做功与电势差的关系电荷q从A点移动到B点，求电场力做的功请思考A、B两点间电势差是否由WAB和q的数值决定？ABFEq2q3q、、nqW02W03W0、、nW02.电势差的大小与试探电荷无关，电势差由场源电荷和两点的位置决定。项目电势φ电势差U区别定义电势能与电荷量的比值φ=

静电力做功与电荷量的比值UAB=

决定因素由电场和在电场中的位置决定由电场和场内两点位置决定相对性与零电势位置的选取关与零电势位置的选取无关3.电势差与电势的对比联系数值关系UAB=φA-φB，当φB=0时，UAB=φA单位相同，均是伏特（V）标矢性都是标量，且均具有正负物理意义均是描述电场的能的性质的物理量1.下列关于电势差的说法正确的是（）A.两点间的电势差等于电荷从其中一点移到另一点时，电场力所做的功B.1C电荷从电场中一点移动到另一点，如果电场力做了1J的功，这两点间的电势差就是1VC.在两点间移动电荷时，电场力做功的多少跟这两点间的电势差无关D.两点间的电势差的大小与放入这两点间的试探电荷的电荷量成反比B2.有一个带电荷量q＝－3.0×10－6C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，电场力做功6.0×10－4J，从B点移到C点时，克服电场力做功9.0×10－4J。试问：(1)A、B、C三点之间的电势差UAB、UBC和UCA各是多少？答案(1)－200V

300V－100V

(2)6×10－4J

9×10－4J

(2)若规定B点电势为零，则该点电荷在A、C两点的电势能EpA和EpC分别是多少？电场强度E与电势φ无直接关系，那么电场强度E与电势差U是否有关系呢？如图所示的一个匀强电场，场强大小为E，A、B是沿电场方向上的两点，其电势差为UAB，A、B之间相距为d。现将一个电荷量为q的电荷由A移到B。(1)从力和位移的角度计算静电力所做的功；通过A、B间的电势差计算静电力做的功。WAB＝Fd＝qEd

WAB＝qUAB(2)比较两次计算的功的大小，说明电势差与电场强度有何关系。两次计算的功的大小相等UAB＝Ed(3)B、C在同一等势面上，UAC与电场强度有何关系？UAC＝UAB＝EdWAB＝Fd＝qEd

WAB＝qUAB1.匀强电场中电场强度与电势差的关系________。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每单位距离上降低的电势。3.场强的另一个单位：伏特每米，符号V/m,1N/C＝1V/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。匀强电场中电场强度与电势差的关系1.电势差与电势一样，是相对量，与零电势点的选取有关。（）2.电势差是一标量，但有正负之分。（）3.公式WAB=qUAB适用于任何电场，不必考虑静电力的大小和电荷移动的路径，对于静电力是变力时，也同样适用。（）4.由U=Ed可知，匀强电场中两点的电势差与这两点的距离成正比。（）5.匀强电场的场强等于沿电场线方向每单位长度上的电势差值。（）6.电场中电势降落的方向就是电场强度的方向。（）✕√√✕√✕例：有一带电荷量q=-3×10-6C的点电荷，从电场中的A点移到B点时，克服静电力做功6×10-4J，从B点移到C点时，静电力做功9×10-4J。求：（1）A点与B点、B点与C点、C点与A点间电势差各为多少？（2）如果B点电势为零，则A、C两点的电势各为多少？电荷在A、C两点的电势能各为多少？【解析】（1）根据U=

，则：UAB=

V=200V，UBC=

V=-300V，UCA=UCB+UBA=-UBC-UAB=100V。（2）若φB=0，则φA=200V，φC=300V

=φAq=200×（-3×10-6）J=-6×10-4J

=φCq=300×（-3×10-6）J=-9×10-4J。规律方法应用公式WAB=qUAB时的两点注意：1.WAB、UAB、q均可正可负，WAB取负号表示电荷从A点移动到B点时静电力对电荷做负功，UAB取负号表示φA<φB，q取负号表示试探电荷为负电荷。2.应用公式WAB=qUAB求解时，可将各量的正负号及数值一并代入进行计算。也可以将各物理量都取绝对值，先计算大小，再根据电荷的移动方向及所受静电力的方向的具体情况来确定静电力做功的正负。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:结论1：匀强电场中的任一线段AB的中点C的电势φC= ，如图所示。匀强电