高中物理 第一章 静电场 1.6 电势差与电场强度的关系知识导学案 新人教版选修3-1
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6 电势差与电场强度的关系
问题探究
在安全用电常识中，有一个涉及“跨步电压”现象的问题，你知道什么是跨步电压吗？ 自学导引
1．静电力做功的计算方法：
(1）从力的角度计算,在场强为E的匀强电场中沿电场方向把电荷量为q的正电荷从A点移到B点，A、B间距离为d，静电力做功WAB =__________。
（2）从能的角度计算，如果A、B两点间电势差为UAB，静电力做功WAB=__________。 答案：（1）qEd （2）qUAB 2．电场强度与电势差的关系
(1)在匀强电场中E=______________。
说明：①U表示A、B两点间的电势差，d表示A、B两点沿___________方向的距离,或两点在_____________________间的距离。 ②此式只适用于________电场。
（2)电场中,电势降落最快的方向为沿___________.
(3）在匀强电场中，场强在数值上等于沿___________每单位距离上_________的电势差. 答案：（1）
U 电场 电场线上的投影 匀强 d（2）电场方向 (3）电场方向 降低 疑难剖析
一、电场强度与电势差的区别
(1）物理意义不同：电场强度E描述电场力的性质,电势差U描述电场能的性质。 （2)E是矢量，U是标量。
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(3)表达式不同。 （4）单位不同.
二、区分电场强度的三个公式：E=
FQU、E=k2、E=。 qdr 三个公式的物理意义不同，引入过程不同，适用范围不同.现列表比较如下： 区别公式 FE= q物理含义 引入过程 为反映电场的性质而适用范围 适用于任意电场 电场强度的定义式 引入 真空中点电荷场强的计算式 匀强电场中场强的计由F=qE和W=qU导出 算式 匀强电场 由E=F和库仑定律导qE=kQ r2真空中点电荷 出 UE= d三、公式U=Ed或E=U/d只适用于匀强电场的计算,但对一些非匀强电场的问题，也可由公式进行定性的判断.例如，如图1—6-1所示，点电荷Q的电场中有A、B、C三点,AB=BC,要求比较UAB与UBC的大小。我们知道，AB段中各点的场强要比BC段中各点的场强大,因此AB段的平均场强要比BC段的平均场强大，由U=Ed可知UAB＞UBC.同理，我们也可以分析出为什么在同一等势面分布图中，等势面越密处场强就越大，因为同一等势图上相邻等势面的电势差是定值,等势面密对应d小，所以场强必然大.
图1—6—1
四、场强的大小反映着电势变化的快慢
如图1—6-2所示，在匀强电场中有如下关系：
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