高二物理電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系(存儲(chǔ)版)
【正文】 Ed ， d 相同， E 大的兩點(diǎn)間電勢(shì)差大，所以 U AB ＞ U BC . 3 ． 三個(gè)場(chǎng)強(qiáng)公式的比較 公式 區(qū)別 物理含義 引入過程 適用范圍 E ＝Fq 是電場(chǎng)強(qiáng)度大小的定義式 F ∝ q ，F(xiàn)q與F 、 q 無關(guān)，是反映某點(diǎn)電場(chǎng)的性質(zhì) 適用于一切電場(chǎng) E ＝kQr2 是真空中點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)的決定式 由 E ＝Fq和庫侖定律導(dǎo)出 在真空中，場(chǎng)源電荷 Q 是點(diǎn)電荷 E ＝Ud 是勻強(qiáng)電場(chǎng)中場(chǎng)強(qiáng)的決定式 由 F ＝ qE 和 W ＝ qU 導(dǎo)出 勻強(qiáng)電場(chǎng) 【例 1 】 如圖 1 5 8 所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中有 A 、 B 、 C 三點(diǎn)構(gòu)成三角形，邊長(zhǎng)均為 4 c m . 將一帶電荷量 q ＝ 1 .0 10－ 10 C 的正電荷 ( 不計(jì)重力 ) ，從 A 點(diǎn)移到 C 點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為－ 3 10－ 9 J ．若把同一電荷從 A 點(diǎn)移到 B 點(diǎn)，電場(chǎng)力做功也為－ 3 10－ 9 J ，那么該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)多大？ 圖 158 答案： 5 102 V/m ? 題后反 思 用本節(jié)的公式解題一定要注意適用條件，還要注意必須使用國(guó)際單位，通過此題可以看出場(chǎng)強(qiáng)方向是電勢(shì)降落最快的方向，通過相同的距離電勢(shì)降落最大的方向，這個(gè)結(jié)論對(duì)非勻強(qiáng)電場(chǎng)也成立． 如圖 1 5 9 所示，為一組未知方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，把電荷量為 1 10－ 6 C 的負(fù)電荷從 A 點(diǎn)沿水平線移至 B 點(diǎn)，電場(chǎng)力做了 2 10－ 6 J 的功， A 、 B 間的距離為 2 c m ，求： ( 1 ) 勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)是多大？方向如何？ ( 2 ) A 、 B 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差是多大？若 B 點(diǎn)電勢(shì)為 1 V ，則 A 點(diǎn)電勢(shì)是多大？電子處于 B 點(diǎn)時(shí)，具有多少電勢(shì)能？ 圖 159 解析： ( 1 ) 根據(jù)題意， AB 間的電勢(shì)差 UAB＝WABq＝2 10－ 6－ 1 10－ 6 V ＝－ 2 V AB 間沿電場(chǎng)線方向上的位移為 d ＝ 1 cm 所以場(chǎng)強(qiáng) E ＝UABd＝ 2 102 N/C A 點(diǎn)電勢(shì)低于 B 點(diǎn)電勢(shì)，所以電場(chǎng)強(qiáng)度方向斜向下． ( 2 ) 已知 AB 間電勢(shì)為－ 2 V ，如果已知 B 點(diǎn)電勢(shì)為 1 V ，所以 A點(diǎn)電勢(shì)為－ 1 V ，電子處于 B 點(diǎn)時(shí)，具有電勢(shì)能為－ 1 e V . 答案： ( 1 ) 2 102 N/C ，方向沿電場(chǎng)線方向斜向下 ( 2 ) － 2 V － 1 V － 1 eV 1 ．等勢(shì)面與電場(chǎng)線一定垂直 假設(shè)電場(chǎng)線與等勢(shì)面不垂直，將場(chǎng)強(qiáng)分解為與等勢(shì)面平行和垂直的兩個(gè)分量，沿等勢(shì)面方向場(chǎng)強(qiáng)的分量一定不為零，那么在同一等勢(shì)面上的兩點(diǎn)間移動(dòng)電荷時(shí)，電場(chǎng)力一定做功，則該兩點(diǎn)存在電勢(shì)差，就不是同一
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