第 6 节 电势差与电场强度的关系1
公式 U=Ed 仅适用于匀强电场,其中 d表示电场中两点沿电场方向的距离
2.由 E=可知,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.在非匀强电场中,可以用公式 E=定性地分析电 场的分布规律
匀强电场中电势差与电场强度的关系1.大小关系(1)UAB=Ed
(2)匀强电场中电势差与电场强度的关系式的推导:如图 1-6-1 所示,在匀强电场中,把一点电荷 q 从 A 移到 B,则电场力做功为:WAB=qUAB
另外,由于是匀强电场,电荷所受电场力为恒力,电场力对电 图 1-6-1荷做功也可由求功公式直接求解,WAB=FsAB·cosθ=qE··cosθ=qEd
两式相比较,得 UAB=Ed
这就是匀强电场中的电势差与电场强度的关系式,其中 d 为移动电荷的始末位置沿电场线方向的距离
2.方向关系电场强度的方向就是电势降落最快的方向
由于电场线跟等势面垂直,只有沿电场线方向,单位长度上的电势差才最大,也就是说,电势降落最快的方向为电场强度的方向
但电势降落的方向不一定是电场强度方向
对 U=Ed 的几点说明(1)公式 UAB=Ed 只适用于匀强电场的定量计算;因为在非匀强电场中,电荷从 A 移至 B的过程中,受的电场力为变力,W 电场不能用 Fs 计算
(2)公式中的“d”指电场中两点沿电场方向的距离,如果电场中两点不沿电场强度方向,d 的取值应为两点连线在电场强度方向的投影,或为两点所在等势面间的垂直距离
(3)在应用时,我们更多地把公式 UAB=Ed 简化为 U=Ed,即我们只是把两点间的电势差大小、电场强度大小通过公式联系起来,至于电势差的正负、电场强度的方向我们根据题意另作判断,这样处理可以避免引起不必要的混淆
(4)在非匀强电场中,E 和 U 也有一定的关系,但不像在匀强电场中的关系式那么简单,虽然公式 UAB=