第3節(jié)電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系
在對(duì)吊腳樓（ 圖 2-9） 進(jìn)行測(cè)量時(shí)，若測(cè)量起點(diǎn)改變，則吊腳樓上 A 點(diǎn)和B點(diǎn)的高度也相應(yīng)改變，但 A、B兩點(diǎn)的高度差 h 是一定的。同樣，在電場(chǎng)中，選擇不同的位置作為零電勢(shì)點(diǎn)，電場(chǎng)中同一點(diǎn)的電勢(shì)是不同的，但電場(chǎng)中兩點(diǎn)間電勢(shì)的差值不會(huì)變。電勢(shì)的差值又有什么意義呢？本節(jié)將學(xué)習(xí)靜電場(chǎng)中常用的物理量——電勢(shì)差，探究其與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系.
一、電勢(shì)差與靜電力做功
若知道電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差，就能計(jì)算出電荷在這兩點(diǎn)之間移動(dòng)時(shí)靜電力所做的功。
所以，電荷 q 由 A 點(diǎn)移動(dòng)至 B 點(diǎn)，靜電力做功
已知質(zhì)子電荷量和兩極板間的電勢(shì)差，根據(jù)做功與電勢(shì)差的關(guān)系，可求出質(zhì)子從正極板運(yùn)動(dòng)到負(fù)極板時(shí)靜電力所做的功.
題目中其他條件不變時(shí)，若電子從正極板運(yùn)動(dòng)到負(fù)極板，靜電力做的功是多少？請(qǐng)與質(zhì)子移動(dòng)的結(jié)果對(duì)比，并給出解釋。
二、勻強(qiáng)電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系
上式說明，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度的大小等于兩點(diǎn)間的電勢(shì)差與這兩點(diǎn)沿電場(chǎng)強(qiáng)度方向的距離之比。此時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度的單位是 V/m，1 V/m = 1 N/C（ 請(qǐng)證明 ）。其實(shí)，根據(jù)電勢(shì)的定義式，也能推導(dǎo)出電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系，請(qǐng)?jiān)囈辉嚒?br/> 此式說明勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度與這兩 點(diǎn)沿電場(chǎng)方向距離的乘積。
兩板間的電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)，已知兩板間的電壓和距離，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系，可求出電場(chǎng)強(qiáng)度；又已知質(zhì)子電荷量，根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度定義可求出靜電力。重力則可由質(zhì)量求出。
設(shè)電場(chǎng)強(qiáng)度為 E，質(zhì)子在電場(chǎng)中受到的靜電力為 F， 重力為 G。
（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度
（2）質(zhì)子受到的靜電力
比較質(zhì)子受到的靜電力和重力，可發(fā)現(xiàn)靜電力比重力大得多。
從計(jì)算數(shù)據(jù)看，質(zhì)子在電場(chǎng)中受到的靜電力比重力大得多。微觀粒子是否都有相似的結(jié)論？為什么？
輝光球
你可能在實(shí)驗(yàn)室、科技館或一些娛樂場(chǎng)所見過如圖 2-15 所示的輝光球。為何輝光球會(huì)產(chǎn)生絢麗多彩的輻射狀的輝光呢？ 當(dāng)接通電源時(shí)，輝光球通過底部的振蕩電路板，使球體中心的電極與玻璃球外殼之間產(chǎn)生極高的高頻電壓，球體內(nèi)形成很強(qiáng)的高頻電場(chǎng)。球內(nèi)稀薄的惰性氣體在強(qiáng)電場(chǎng)作用下被電離，并在中心電極與球外殼之間發(fā)生輝光放電，從而產(chǎn)生輻射狀的輝光。
若有條件，請(qǐng)你做做輝光球?qū)嶒?yàn)。用手觸摸一下輝光球，觀察有什么神奇現(xiàn)象發(fā)生。查閱資料，試試能否找到出現(xiàn)這一神奇現(xiàn)象的謎底。
3. 如圖所示，a、b、c、d、e 點(diǎn)在一條直線上，b、c 兩點(diǎn)間的距離等于 d、e 兩點(diǎn)間的距離。在 a 點(diǎn)固定放置一電荷量為 Q的正點(diǎn)電荷，且在該點(diǎn)電荷的電場(chǎng)中 b、c 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為 U。將另一個(gè)電荷量為 q 的正點(diǎn)電荷從 d 點(diǎn)移動(dòng)到 e 點(diǎn)的過程中 A. 靜電力做功為 qU B. 克服靜電力做功為 qU C. 靜電力做功大于qU D. 靜電力做功小于 qU
4. 如圖所示，分布于南美洲亞馬孫流域圭亞那地區(qū)的電鰻，是放電 能力很強(qiáng)的淡水魚類，短暫放電的電壓可達(dá) 550 ～ 800 V ，因此 有水中“ 高壓線 ”之稱。電鰻的頭部和尾端為放電的兩極，當(dāng) 某電鰻頭尾相距 2 m 時(shí)，估算其放電產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度的數(shù)量級(jí)。

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第3節(jié) 電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系

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