易繼東

(湖南省石門縣第一中學(xué)，湖南　石門　415300)

用“六個不一定”理解電場強(qiáng)度和電勢

易繼東

(湖南省石門縣第一中學(xué)，湖南石門415300)

摘要：在靜電場的學(xué)習(xí)中，很多學(xué)生對電場強(qiáng)度與電勢這兩個基本概念認(rèn)識不清，而正確理解它們是掌握靜電場知識的關(guān)鍵.筆者根據(jù)具體事例，總結(jié)了“六個不一定”，以利于學(xué)生正確理解電場強(qiáng)度和電勢.

關(guān)鍵詞：電場強(qiáng)度；電勢；理解

電場強(qiáng)度與電勢是靜電學(xué)中兩個重要的基本概念，都是描述電場性質(zhì)的物理量，是電場的固有特性，均與試探電荷q無關(guān)，正確地理解和掌握這兩個概念，認(rèn)清二者之間的區(qū)別與聯(lián)系，是掌握靜電場知識的關(guān)鍵.

1電場強(qiáng)度和電勢的區(qū)別

(1)物理意義不同

(2)矢、標(biāo)性不同

電場強(qiáng)度為矢量，規(guī)定正電荷在電場中某點受電場力的方向為該點電場強(qiáng)度的方向，用電場線來描述其大小和方向，遵守矢量合成的平行四邊形定則，當(dāng)空間有幾個點電荷同時存在時，某點的場強(qiáng)是各個點電荷單獨存在時在該點產(chǎn)生場強(qiáng)的矢量和；而電勢為標(biāo)量，但有正負(fù)之分，其正或負(fù)僅表示該點電勢比零勢點高或低，沿電場線方向電勢降落，用代數(shù)法求和.

2電場強(qiáng)度和電勢的聯(lián)系

(1)電場強(qiáng)度的大小表示沿電場線方向電勢降落的快慢.

(2)順著電場線的方向電勢越來越低,電場強(qiáng)度的方向就是電勢降落最快的方向.

(3)等勢面與電場線總是處處垂直的.

(4)在勻強(qiáng)電場中，電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系為:E=U/d.

3用“六個不一定”理解電場強(qiáng)度和電勢

(1)電場強(qiáng)度相等，電勢不一定相等

如圖1所示，在勻強(qiáng)電場中，A、B、C、M、N五點的場強(qiáng)大小相等，方向相同，故EA=EB=EC=EM=EN；但電勢大小不相等，根據(jù)“沿電場線方向電勢降落”有：φA>φB>φC>φM>φN.

圖1

(2)電勢相等，電場強(qiáng)度不一定相同

圖2

如圖2所示，與場源電荷+Q等距離的A、C兩點，場強(qiáng)大小相等，方向不同，故電場強(qiáng)度不相同，但兩者的電勢相等，即φA=φC.

(3)場強(qiáng)為零，電勢不一定為零

(4)電勢為零，場強(qiáng)不一定為零

圖4

如圖4所示，在等量異種電荷A、B連線的中點O處，兩點電荷在該點場強(qiáng)大小相等，方向相同，故合場強(qiáng)不為零，且大小等于一個點電荷單獨存在時場強(qiáng)的2倍.而兩點電荷在該點所產(chǎn)生電勢的代數(shù)和則為零.

(5)電場強(qiáng)度大的地方，電勢不一定高

如圖5所示，在電場中的A、B兩點，很顯然EB>EA,而根據(jù)“沿電場線方向電勢降落”可得：φA>φB.

(6)沿電場線方向電勢降落，但電勢降落的方向不一定是電場強(qiáng)度的方向

如圖6所示，在勻強(qiáng)電場中有A、B兩點，A、B所在直線上各點電勢沿著從A指向B的方向依次降落，而由A指向B的方向并不是該電場中各點的場強(qiáng)方向.

圖6