电势﹠场强
电势,场强
一、对比
场强和电势都是用比值法定义的物理量。它们都仅由电场本身的因素(场源、点在电场中的位置)决定,而与检验电荷所受的电场力,所具有的电势能,所带电荷量的多少和正负,甚至与检验电荷是否存在均无关系。所以它们的定义都只是量度式而不是决定式。
场强与电势有本质上的差别。?二者对电场描述的角度不同,场强描述的是电场力的性质而电势描述的则是电场能的性质;场强是矢量,它的方向规定为正电荷所受电场力的方向,对于电场中确定的点,场强的大小和方向是唯一的,场强可按平行四边形法则进行合成。在一维情况下,可用正负号分别
示两个不同的方向,如 E = -5N/C ,E = +2N/C 表示 E 、ABAE 反向而 E 较大;电势是标量,其值的正负(类似于温度的正负)表示不同点电势的高BA
低,如,则。
?电势具有相对性。零电势点位置可根据研究问
的需要而选取(通常取无穷远或大地的电势为零),而且只有在零电势位置确定之后,电场中各点才有确定的电势数值。场强没有相对性。
二、关系
场强和电势在数值上没有必然关系,即场强大的地方电势不一定高(例如负点电荷形成的电场);场强为零的地方电势不一定为零(例如处于静电平衡时的导体内部);场强相同的地方电势不一定相同(例如匀强电场中沿电场线上各点);电势相同的地方场强不一定相同(例如非匀强电场中同一等势面上各点)。
场强和电势也并非毫无联系。?场强的大小反映着电势变化的快慢。在匀强电场中,沿场强方向的两点间的电势差等于场强和这两点间距离的乘积,即 U = Ed 。沿场强方向是电势降落最快的方向。
?顺着电场线方向电势逐渐降低;电场线一定跟等势面垂直;电场线的方向总是由电势高的等势面指向电势低的等势面;电场线或等势面密集处场强大、稀疏处场强小。
例、如图所示为一匀强电场的三个等势面A、B、C,相邻两等势面之间距离为10cm,此电
3,13,10V,m场的场强为,若B为零电势,求A、C的电势(
:由U,Ed可知,相邻两等势面间的电势差的大小:
3,2|U|,|U|,E,d,3,10,10,10V,300VABBC
那么有两种可能:
,,300V,,,,300VAc(1);
,,,300V,,,300VAc(2) (
评注:应用U,Ed的条件是匀强电场,且只能计算出两点间的电势差大小,不能说明两点电势的高低,即某点电势的高低与场强没有关系(