2018-2019版物理选修3-1粤教版全程导学笔记文档：第一章 电场 第五节 Word版含答案

第五节 电场强度与电势差的关系
[学习目标] 1.理解在匀强电场中电势差与电场强度的关系：U ＝Ed ，并了解其适用条件.2.
会用U ＝Ed 或E ＝U d
解决有关问题.3.知道电场线与等势面的关系，理解在等势面上移动电荷时电场力不做功．
一、电势差与电场强度的关系
[导学探究] 如图1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，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 .
图1
(1)由A 至B 电场力做功是多少？
(2)由电场力所做的功，根据电势差的定义式计算A 、B 间的电势差．
(3)B 、C 在同一等势面上，U AC 与电场强度有何关系？
答案 (1)电场力做功W AB ＝qEd
(2)U AB ＝W AB q ＝qEd q
＝Ed . (3)U AC ＝U AB ＝Ed .
[知识梳理]
1．匀强电场中电势差与电场强度的关系
(1)关系式：U ＝Ed 或E ＝U d
. (2)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的距离的乘积．
(3)适用条件
①匀强电场；
②d 为两点沿电场方向的距离．
2．公式E ＝U d
的意义 (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的比值．
(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每单位距离上降低的电势．
(3)电场强度的方向是电势降低最快的方向．
(4)电场强度的另一个单位：由E＝U
d可导出电场强度的另一个单位，即伏每米，符号为
V/m.1V/m＝1 N/C.
二、电场线与等势面的关系
[导学探究](1)电场中A、B两点的电势相等，把电荷q从A移到B，电场力做功是多少？
(2)电荷在等势面上移动时，电场力的方向与移动速度方向的关系如何？电场线的方向与等势面有何关系？
答案(1)零(2)垂直垂直
[知识梳理]对等势面的理解
(1)等势面的特点
①在等势面上移动电荷时，电场力不做功(填“做功”或“不做功”)．
②电场线跟等势面垂直，并且由电势高的等势面指向电势低的等势面．
③等差等势面密的地方，电场强度较强；等差等势面疏的地方，电场强度较弱．
④任意两个等势面不相交．
(2)几种常见电场的等势面(如图2所示)
图2
①点电荷的等势面是以点电荷为球心的一簇球面．
②等量异号点电荷的等势面：点电荷的连线上，从正电荷到负电荷电势越来越低，中垂线是一等势线．
③等量同号点电荷的等势面：等量正点电荷连线的中点电势最低，中垂线上该点的电势最高，从中点沿中垂线向两侧，电势越来越低．等量负点电荷连线的中点电势最高，中垂线上该点的电势最低，从中点沿中垂线向两侧，电势越来越高．
④匀强电场的等势面是垂直于电场线的一簇平行等间距的平面．。