一個正電荷在電場中只受到靜電力F的作用,它在電場中由A點運動到B點時,靜電力做了正功WAB。
由動能定理可知,該電荷的動能增加了WAB。
從能量轉(zhuǎn)化的角度思考,物體動能增加了,意味著有另外一種形式的能量減少了。這是一種什么形式的能量呢?
一個質(zhì)量為m的物體在地面某位置的重力mg是一定的,與運動狀態(tài)無關(guān);
一個帶電量為q的正電荷在勻強(qiáng)電場中某位置的電場力Eq也是一定的,與運動狀態(tài)也無關(guān)。
重力做功具有跟路徑無關(guān)的特點
靜電力做功是否也具有這一特點?
1、將電荷q從A沿直線移至B
靜電力做功WAB = F·|AB|csθ=qE·|AM|
2、將電荷q從A沿折線移至B
W1 = q E ·|AM|
W = W1 + W2= q E·|AM|
3、將電荷q從A沿曲線移至B:
W = W1 + W2 + W3 +… = q E·|AM|
W1 = q E ·x1
W2 = q E ·x2
W3 = q E ·x3
x1 + x2 + x3 +…=?
在勻強(qiáng)電場中移動電荷時,靜電力做的功與電荷經(jīng)過的路徑無關(guān),與電荷的起始位置和終止位置有關(guān)。
上述結(jié)論對非勻強(qiáng)電場也是成立的
物體在重力場中具有重力勢能EP
電荷在電場中具有電勢能EP
物體下降時,重力做正功,重力勢能減小,即重力做的功等于重力勢能的減少量。
當(dāng)正電荷在電場中從A移到B,靜電力做正功,電勢能減小,即靜電力做的功等于電勢能的減少量。
物體上升時,重力做負(fù)功,重力勢能增加。
當(dāng)正電荷在電場中從B 移到A ,靜電力做負(fù)功,電勢能增加。
WAB=EpA-EpB
與重力勢能相似,電勢能的大小也具有相對性,都是相對于選定的零勢能面來說的。
電荷在某點的電勢能,等于把它從該點移動到零勢能面時靜電力所做的功。
若以A點作為零勢能面,則有0-EPB=WABEPA=0 EPB= -WAB
如圖,若A→B電場力所做功為WAB
若以B點作為零勢能面,則有EPA-0=WABEPA=WAB EPB=0
選擇不同的零勢能面,對于同一個帶電體在同一點來說電勢能大小是不相同的。
通常情況下,我們把無窮遠(yuǎn)處的電勢能規(guī)定為0或把電荷在大地表面的電勢能規(guī)定為0.
電場力做功與電勢能的關(guān)系
電勢能是相互作用的電荷所共有的,或者說是電荷及對它作用的電場所共有的。
該比值是一個與q無關(guān),僅與電場及A點的位置有關(guān)的量。
定義:電荷在電場中某點的電勢能與它所帶電荷量的比值叫電勢,用符號φ表示。
單位:伏特,簡稱伏,符號V。
含義:在電場中的某一點,如果電荷量為1C的電荷在這點的電勢能為1J,則該點的電勢為1V。即1V=1J/C。
性質(zhì):選定零勢能面后,某點的電勢是固定的,即不管帶電體是帶正電還是負(fù)電,不影響該點的電勢。電勢只與電場和零勢能面的選取有關(guān)。
相對性:電勢有正也有負(fù),電勢為正,表示電勢相對于零勢能面高;電勢為負(fù),表示電勢相對于零勢能面電勢低;(電勢是標(biāo)量,電勢的正負(fù)只表示相對于零勢能面來說電勢是高還是低)
電勢高低判斷方法(1)沿電場線 (場強(qiáng))方向電勢逐漸降低。即電場線指向電勢降低的方向。
(2)場源電荷判斷法:離場源正電荷越近,電勢越高,離場源負(fù)電荷越近,電勢越低.若以無窮遠(yuǎn)處電勢為零,正點電荷周圍各處的電勢都為正,負(fù)點電荷周圍各處的電勢都為負(fù)。(3)電勢能判斷法:正電荷在高電勢處電勢能較大;負(fù)電荷在低電勢處電勢能較大.
標(biāo)量性、相對性、系統(tǒng)性
沿著電場線方向電勢逐漸降低
WAB=EpA-EpB= - ΔEP
由電場本身性質(zhì)決定,與檢驗電荷無關(guān),某點電勢的大小與參考點的選取有關(guān)
由電場本身性質(zhì)決定,與檢驗電荷無關(guān)
(1)沿著電場強(qiáng)度的方向,電勢降低得最快(2)二者大小之間無直接關(guān)系,φ為零的點,E不一定為零;φ高的地方,E不一定大;E為零的點,φ不一定為零;E大的點,φ不一定高。
1、下列說法中正確的是( )A.當(dāng)兩正點電荷相互靠近時,它們的電勢能增大B.當(dāng)兩負(fù)點電荷相互靠近時,它們的電勢能增大C.一個正電荷與另一個負(fù)電荷相互靠近時,它們的電勢能減小D.一個正電荷與另一個負(fù)電荷相互靠近時,它們的電勢能增大。
2、如圖所示,真空中O點處有一點電荷,在它產(chǎn)生的電場中有a、b兩點,a點的場強(qiáng)大小為Ea與ab連線成53°角,b點的場強(qiáng)大小為Eb與ab連線成37°角.關(guān)于a、b兩電場Ea、Eb及φa、φb關(guān)系,正確的是(  )A.25Ea=9Eb,φa>φbB.16Ea=9Eb,φaφbD.9Ea=16Eb,φa

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