技术物理下册（第三版）7-4 电势差和电场强度学习课件

7-4电势差和电场强度现象与思考

电势差与电场力做功关系匀强电场中电场强度与电势差的关系现象与思考1.电场强度是从力的角度描述电场的物理量。

2.电势和电势差则是从能量的角度来描述电场的物理量。3.它们之间是不是存在一定的联系呢？一、电势差与电场力做功的关系

根据功能关系，将q由

a点移到b点时，电场力做功为Wab=EPA-Epb=qVa-qVb=q(Va-Vb)即

Wab=qUab1.公式推导电势差与电场力做功的关系(视频）（2）正电荷的电荷量用正值，负电荷的电荷量用负值。（3）在原子物理和核物理中，常用

eV（电子伏）作能量的单位。在电场中，一个电子或质子通过

1

V电势差加速，电场力所做的功就是

1

eV。1eV=1.6×10-19C×1

V=1.6×10-19J（1）Wab>0,表示电场力对电荷做正功；Wab<0表示电场力对电荷做负功，或说电荷克服电场力做功。目前利用回旋加速器能是带电粒子加速后获得几十亿电子伏的能量。2.注意事项

例题

1

在电场中有

P、Q两点（图

7.4-1），将一正点电荷放入电场中，问：P、Q中哪点电势高？哪点电场强度大？在电场力的作用下电荷如何运动？电荷的电势能会如何变化？换一个负电荷，再回答上述问题。

解

因为沿电场线的方向电势逐渐降低，所以VQ>VP●●PQ图7.4-1

因为P点附近电场线比Q点附近电场线密集，所以EP>EQ

在电场力作用下，正电荷由电势高处向电势低处运动，应由

Q向

P运动；而负电荷由电势低处向高处运动，应由

P点向

Q点运动。

无论正、负电荷，只要电场力对电荷做正功，电荷的电势能都是减少的。例题2在图7.4-1中，P点电势是20V，Q点电势是40V。今使电荷量q1=5×10-5C，q2=-5×10-5C的点电荷，从P点移至Q点，电场力做的功是多少？解

电场力对正电荷做的功为WPQ=q1(VP-VQ)=5×10-5×(20-40)

J=-1×10-3

J

电场力对负电荷做的功为W′PQ=q2(VP-VQ)=-5×10-5×(20-40)

J=1×10-3

J二、匀强电场中电场强度与电势差的关系+++图7.4-2匀强电场中电场强度与电势差的关系如图所示电场为匀强电场，电场强度为

E，沿电场线方向有距离为

d

的

a、b两点，两点间电势差为

U。把正电荷

q放在

a点，受到电场力

F=Eq。把它移向

b点，计算电场力对

q做的功。电场力的功可用两种方法计算：①用功的定义式：W=Fd=Eqd;②用电场力做功和电势差的关系；W=qU.显然

Eqd=qU,即---badEd=U或E

=___Ud

上式只适用于匀强电场。由上式得到电场强度的另一单位：V/m(伏特每米），它与N/C相等。例题3两平行金属板相距4×10-2

m，两板间的电场强度是2×102

V/m。（1）求两极板间的电势差。（2）设正极板接地，距正极板

1

cm处的

P点电势是多少？见图7.4-3。AB++_图7.4-3解

已知平行金属板间的电场是匀强电场，E=2×102

V/m，电场方向由正极板指向负极板。又dAB=4×10-2

m

dAP=1

cm

=1×10-2

m则（1）两极板间的电势差为U

=

EdAB

=

2×102×4×10-2

V=8

V（2）正极板接地，电势为零，即

VA=0，则正极板和

P点间的电势差为U

AP=

EdAP

=2×102×1×10-2

V=2V由

UA

P=

VA-VP,解出

P点电势为VP

=VA-UAP

=(0-2)V

=

-2V练习

1.A、B为电场中的两点，如果把q=2×10-8

C的点电荷从A点移到B

点，q的电势能减少了4×10-7

J，在这个过程中，电场力做功_________;A、B两点间的电势差是_________。