[延伸思考] 公式UAB=Ed是在匀强电场中得到的,在非匀强电场中能否适用?
答案 在非匀强电场中,不能进行定量计算,但可以定性地分析有关问题.
二、对电场强度的进一步理解
1.教材中给出了电场强度的三个计算公式,这三个公式的物理意义及适用范围是不相同的,为了加强对这三个公式的理解,下面列表进行对比.请填空.
区别
公式 物理含义 引入过程 适用范围 说明 E= 电场强度大小的定义式 与F、q无关,是反映某点电场的性质 一切电场 q为试探电荷的电荷量 E=k 真空中点电荷场强的决定式 由E=和库仑定律导出 在真空中,场源电荷Q是点电荷 Q为场源电荷的电荷量 E= 匀强电场中场强的决定式 由F=qE和W=qU导出 匀强电场 d为沿电场方向的距离 2.为什么在等差等势面中等势面越密集的地方电场强度就越大?
答案 根据公式E=定性分析,在等差等势面中,对于相等的电势差U,等势面越密集d就越小,因此电场强度E就越大.
一、对电势差与电场强度关系的理解
例1 如图2所示,在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R=0.1 m的圆,P为圆周上的一点,O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小E=100 V/m,则O、P两点的电势差可表示为( )
图2
A.UOP=-10sin θ (V) B.UOP=10sin θ (V)
C.UOP=-10cos θ (V) D.UOP=10cos θ (V)
解析 由题图可知匀强电场的方向是沿y轴负方向的.沿着电场线的方向电势是降低的,所以P点的电势高于O点的电势,O、P两点的电势差UOP为负值.根据电势差与场强的关系UOP=-Ed=-E·Rsin θ=-10sin θ (V),所以A正确.
答案 A