对于匀强电场

第五节：电场强度与电势差
公式 U Ed 的意义
(1)适用条件：匀强电场 (2)各物理量意义:
U—表示两点电势差(取绝对值) E—表示匀强电场的场强 d—表示两点间沿电场线方向的距离。本式不带正负号
(3)物理意义：在匀强电场中，场强在数值等于沿场强方
向每单位距离上的电势差。
(4)场强的单位：1V/m=1N/C
d BE
情形二、若不沿场强方向移动电荷
物
U AB

WAB q
F AB E q AB E AB
q
q
. 理
选 修
若用d表示AB沿场强方向上的距离，
则有： U = E·d
A
.B
E
.B′
3-1 结论：在匀强电场中，沿着电场线的方向，任意两点间
的电势差等于场强与这两点间的距离的乘积。
【自思主路解点答拨】(解1)答UA本a=题E·应d明Aa=确2×以1下05两×点0.:02V=4×103V。
U（ab1=）E·匀d强ab=电2×场1中05，×电0.势1×差c与os场60强°的V=关1×系1式04VU。＝Ed中的d
物 U是AB电=E场·方dAB向上两点间的距离。
理 选 修
(2=)2根×据10动5×能(定0.理02，+0用.1外×力co在s6电0°场+中0.匀03速)V移动电荷，外力 的=功2×与1电04场V力。的功之和等于零。
由WAB=F·d=q·E·dAB=qUAB
UAB=E·d
理
选
修
电场强（E）
3-1
相关链接 ?
电势（UAB）
第五节：电场强度与电势差
二、探究电场强度与电势差的关系
1、数值关系 UAB E d
情形一、若沿场强方向移动电荷
从力的角度： Ｗ=Fd=qEd ①
从能的角度： Ｗ=qUAB ②
A
由 ① ② 两式得: UAB = E·d
第五节：电场强度与电势差
一、场强和电势差 1．电场强度E描述了电场具有力的性质，电势差U描述了 电场具有能的性质，E是矢量，U是标量。 2．E和U描述电场的角度虽不同，但作为反映同一电场的 两个物理量，存在着一定的联系。 我们来看：
电场（F=E·q） 移动电荷q做功
电势能的变化 WAB=UABq
物
第五节：电场强度与电势差
1.理解匀强电场中电势差与电场强度的关系U=Ed，并且 能够推导出这个关系式。
2.会用关系式U=Ed进行有关的计算。
3.理解电势与场强无直接的关系。
物 4.通过推导电场强度与电势差的关系，使学生的分析能
理 选
力和推理能力得到进一步提高。
修
3-1
第五节：电场强度与电势差
电场的两大性质： ①力的性质： 由电场强度描述
比较
物理量
内容
电场强度E
电势差
定义
放入电场中某一点的 电荷在电场中两点间
电荷受到的电场力跟 移动时，电场力所做
它的电量的比值
的功跟电荷量的比值
定义式
E = F/q
U = W/q
意义 描述电场力的性质 描述电场能的性质
物 理
正负或 是矢量，正电荷受力 是标量，正负只用来 方向 的方向为E的方向 表示两点电势的高低
物 理
即：1V 1 J / C 1 N.m 1 N
选
m
m
C.m C
修 注意：在非匀强电场中，E和U也有一定的关系，但不像
3-1 在匀强电场中的关系式那么简单。
第五节：电场强度与电势差
2、方向关系
F
电势降落最快的的方向是电
D
场强度的方向。也是电场线方向
UAB=UAC=UAD=UAF
C
3、性质关系（电场线与等势面的关系）
（1）电场线跟等势面垂直（沿等势面移动电荷，电场力
不做功）。
（2）沿着电场线的方向电势能减小，逆着电场线的方向
物 电势增大。
理 （3）电场线密的区域等势面密（等势面密的区域场强就
选 修
大），电场线疏的区域等势面疏（等势面疏的区域场强
3-1 则小）。
第五节：电场强度与电势差
三、电场强度与电势差的区别与联系
物 理
荷的整数倍。
选
修
3-1
第五节：电场强度与电势差
六、课堂小结
场 强 与 电 势 差 的 关 系 物 理 选 修 3-1
定量关系 定性关系
E＝U／d 或 U＝Ed
沿电场线方向电势降低 电场线与等势面垂直。 电场线密，等势面就密
典例：
第五节：电场强度与电势差
物 理 选 修 3-1
第五节：电场强度与电势差
3-1 (2)在ab之间匀速移动，由动能定理得：WF+W电=0，所以： WF=-W电=-qUba=qUab=1×10-7×1×104J=1×10-3J。
第五节：电场强度与电势差
【典例2】关于匀强电场中的电势差与场强的关系，正 确的说法是（ ） A．任意两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积 B．电势降落的方向必定是场强方向 C．沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差必相等 D．不沿电场线方向任意相同距离的两点间的电势差不
物
W 电场力做的功
电场强度 E
理
选
修
电场力做功
3-1
与路径无关
电场力
F
EF q
第五节：电场强度与电势差
五、课程拓展：元电荷的测定—密立根油滴实验
点击右图链接
调节极板间电压U恰好使某个油滴悬浮，则：mg qE q U
d
因而，悬浮油滴的电荷量为：q mgd
U
通过实验，密立根发现所有油滴所带电量都是元电
可用电场线形象表示 ②能的性质： 由电势、电势差描述
可用等势面形象表示
1.电场强度是怎样定义的？引入电场强度有何意义？
用电场线怎样形象描述电场强度的大小和方向？
物 理
2.什么叫电势能？电场力做功跟电势能的关系是怎样的？
选 3.什么叫电势？引入电势有何意义？怎样形象描述电势
修 的分布？
3-1 4.什么叫电势差？电场力做功跟电势差有何关系？
选
(1)对于匀强电场，则E=U/d。
修
联系 (2)U和E是描述电场性质的物理量，大小取决
3-1
于电场本身，与F、q、W无关。
第五节：电场强度与电势差
四、各物理量的关系图
EP
q

电势
U AB A B
EP 电势能
WAB EPA EPB
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
WAB qUAB
电势差 U
U Ed
【典例1】如图所示，A、B两平行金属 板间的匀强电场的场强E=2×105 V/m， 方向如图所示。电场中a、b两点相距 10cm，ab连线与电场线成60°角，a点 距A板2cm，b点距B板3cm，求： （1）电势差UAa、Uab和UAB； （2）用外力F把电荷量为1×10-7C的正电荷由b点匀速移 动到a点，那么外力F做的功是多少？