菊座理化实验室 物理 · 必修第三册

电势差与电场强度的关系可探索

匀强电场 · 沿场强方向量一段,看电势降多少

电势差 U 待测
U / d 待测
设定条件 100 V/m · 0.10 m

场强与距离取设定值,电势差是公式值

两块平行金属板之间画着一排向下的电场线,板间有 A、B 两点和一段竖直的距离标注,右侧接一只电压表。

先猜同一电场里,沿场强方向走的距离变三倍,电势差会怎样?

先选一个,再看结论和实验。

结论变三倍。U = Ed,场强不变时电势差跟距离成正比。

第 1 镜 · 装置 匀强电场里 A、B 两点在同一条电场线上,电压表还没接上。

第 1 / 5 镜 · 尚未播放
改变条件
场强 E
距离 d
A、B 在同一条电场线上,d 沿场强方向量

设定场强和距离,然后点播放,看电压表的读数和 U/d 的比值。

要点 · 记忆点

匀强电场中的 U = Ed
记住这句

沿场强方向走多远,电势就降多少:U 等于 E 乘 d。

U = Ed

匀强电场里,沿场强方向两点间的电势差,等于场强乘这两点的距离。

U/d 就是 E

电势差除以沿场强方向的距离,结果正好是场强。所以场强的单位也写伏每米。

d 沿场强方向量

两点连线跟场强成角时,d 只取连线在场强方向上的投影,否则算出的 U 偏大。

两个正比

场强不变,U 跟 d 成正比;距离不变,U 跟 E 成正比。两档一起变,按乘积算。

易错d 不是两点间的直线距离,是它沿场强方向的投影。

观察什么

0.10 m

200 V/m 时电压表读 20 V,U/d 等于 200 V/m,跟场强对得上。

0.30 m

同一场强下读 60 V。距离变三倍,电势差也变三倍,U/d 不变。

换场强

换成 300 V/m,同一段距离的电势差是 100 V/m 时的三倍。

这个实验在说明什么

这一页在匀强电场里沿场强方向量一段,看电势降多少,把 U = Ed 和场强的单位伏每米对上。

A、B 在同一条电场线上,只改场强和距离;200 V/m 走 0.10 m 读出 20 V,走 0.30 m 读出 60 V,U/d 一直是 200 V/m。

场强和距离取设定值,电势差按 U = Ed 算出;d 只取两点连线在场强方向上的投影,拿直线距离代进去,算出的 U 会偏大。两档一起变时,按两者的乘积算。

场强和距离取设定值,电势差与 U/d 按 U = Ed 算出,是公式值,不是实测。教材:人教社电子课本 · 物理必修第三册。

讲给家长听

合上这一页,说说电势差和电场强度是什么关系。

卡住了?看一眼

沿场强方向,电势差等于场强乘距离,U/d 就是场强。