為何電場力做功等於電勢能增加的負值

時間 2021-08-30 10:41:11

1樓:匿名使用者

電場是電荷及變化磁場周圍空間裡存在的一種特殊物質。電場這種物質與通常的實物不同,它不是由分子、原子或離子構成的,不但用肉眼看不見,甚至用光學顯微鏡、電子顯微鏡也看不見,而且手也摸不到。但它是客觀存在的,電場具有通常物質所具有的力和能量等客觀屬性。

電場的力的性質表現為:電場對放入其中的電荷有作用力,這種力稱為電場力。電場的能的性質表現為:

當電荷在電場中移動時,電場力對電荷做功(這說明電場具有能量)。

1.對放入其中的電荷有力的作用。

2.能使放入電場中的導體產生靜電感應現象 [1] 。

電場強度是描述電場力特性的物理量

其定義是:放入電場中某一點的電荷受到的電場力f跟它的電量q的比值叫做該點的電場強度,表示該處電場的強弱。在電場中某一點確定了,則該點場強的大小與方向就是一個定值,與放入的檢驗電荷無關,即使不放入檢驗電荷,該處的場強大小方向仍不變。

檢驗電荷q充當「測量工具」的作用。某點的e取決於電場本身,(即場源及這點的位置,)與q檢的正負,電何量q檢和受到的電場力f無關。電場強度是向量,電場強度的合成按照向量的合成法則(平行四邊形法則和三角形法則)。

電場強度和電場力是兩個概念,電場強度的大小與方向跟放入的檢驗電荷無關,而電場力的大小與方向則跟放入的檢驗電荷有關。

等量同種電荷形成的電場:

(1)兩種電荷的連線上;不管是等量同種正電荷還是負電荷,中點o處場強始終為零

(2)兩電荷連線的中垂線上;不管是等量同種正電荷還是負電荷,從中點o處沿中垂面(中垂線)到無窮遠處,場強先變大後變小。

(3)關於o點對稱的兩點場強大小相等,方向相反,電勢相等。

等量異種電荷形成的電場:

(1)兩電荷的連線上,各點的電場強度方向從正電荷指向負電荷,沿電場線方向場強先變小後變大,從正電荷到負電荷電勢逐漸降低。

(2)兩電荷連線的中垂線上場強方向相同,且與中垂線垂直,由中點o點到無窮遠處,場強一直變小,各點電勢相等。

(3)在中垂線上關於中點o對稱的兩點場強等大同向。

靜電場是由靜止電荷激發的電場。該靜止電荷被稱為場源電荷,簡稱為源電荷。靜電場的電場線起始於正電荷且無窮遠,終止於無窮遠或負電荷。

靜電場的電場線方向和場源電荷有著密切的關係。當場源電荷為正電荷時,該電場的電場線成發散狀;當場源電荷為負電荷時,該電場的電場線成收斂狀。其電場力移動電荷做功具有與路徑無關的特點。

用電勢差描述電場的能的性質,或用等勢面形象地說明電場的電勢的分佈。

靜電場中的電場強度公式為:e=f/q。單位為牛[頓]每庫倫,符號為n/c。它的另一個單位是伏特每米(v/m)。兩個單位之間的關係是1n/c=1v/m。

感應電場

變化磁場激發的電場叫感應電場或渦旋電場。

感應電場的電場線是閉合的,沒有起點、終點。閉合的電場線包括變化的磁場。

描述某點電場特性的物理量,符號是e,e是向量。電場強度簡稱場強,定義為放入電場中某點的電荷所受的電場力f跟它的電荷量q的比值,但場強不與q成反比,只是由比值來反映和測定。

場強的方向與正檢驗電荷的受力方向相同。場強的定義是根據電場對電荷有作用力的特點得出的。對電荷激發的靜電場和變化磁場激發的渦旋電場都適用。

場強的單位是牛/庫或伏/米,兩個單位名稱不同,但大小一樣。場強數值上等於單位電荷在該點受的電場力,場強的方向與正電荷受力方向相同。

電場的特性是對電荷有作用力,這種作用力就是電場力,正電荷受力方向與電場方向相同,負電荷受力方向與電場方向相反。

電場是一種物質,具有能量,場強大處電場的能量大。

已知電場強度可判定電場對電荷的作用力,電介質(絕緣體)的電擊穿與場強大小有關。

點電荷的電場強度由點電荷決定,與試探電荷無關.

真空中點電荷場強公式:e=k×q/r^2

勻強電場場強公式:e=u/d

任何電場中都適用的定義式:e=f/q

介質中點電荷的場強:k×q/r^2;

注:勻強電場。在勻強電場中,場強大小相等,方向相同,勻強電場的電場線是一組疏密相同的平行線.

在勻強電場中,有e=u/d(只適用於勻強電場),u為電勢差,單位:伏特/米。電荷在此電場中受到的力為恆力,帶電粒子在勻強電場中作勻變速運動。而此電場的等勢面與電場線相垂直。

為形象地描述場強的分佈,在電場中人為地畫出一些有方向的曲線,曲線上一點的切線方向表示該點電場強度的方向。電場線的疏密程度與該處場強大小成正比。

電場是一種物質,電場線是人為畫出的便於形象描述電場分佈的假想的線,和光線一樣,並不是客觀存在的。

在沒有電荷的空間,電場線具有不相交,也不相切、不中斷的特點。

電場線具有下列特性:

(1)切線方向表示該點場強的方向,也是正電荷的受力方向.

(2)靜電場電場線有始有終:始於「+」,終止於「-」或無窮遠,從正電荷出發到負電荷終止,或從正電荷出發到無窮遠處終止,或者從無窮遠處出發到負電荷終止.

(3)疏密表示該處電場的強弱,也表示該處場強的大小.越密,則e越強。

(4)勻強電場的電場線平行且等間距直線表示.(平行板電容器間的電場,邊緣除外)

(5)沒有電場線的地方不一定沒有電場,兩條電場線之間的空白處也存在電場。

(6)靜電場的電場線不相交,不終斷,不成閉合曲線。

(7)電場線不是電荷運動的軌跡,也不能確定電荷的速度方向。除非三個條件同時滿足:①電場線為直線,②v0=0或v0方向與e方向平行。③僅受電場力作用。

電場強度的大小、方向判斷技巧;

(1)電場強度的大小的判斷技巧

①用電場線的疏密程度進行判斷,電場線越密集,場強越大,電場線越稀疏,場強越小。

②根據等差等勢面的疏密判定場強大小,等差等勢面密集處場強大,稀疏處場強小。

(2)電場強度方向的判斷技巧

①某點正電荷所受電場力的方向,即該點的電場強度方向。

②電場強度的方向與電場線的切線在同一條直線上並指向電勢降低的方向。

③電場強度的方向垂直等勢面並指向電勢降低的方向。

知道一個電場的電場線,就可判定場強的方向和大小,就可畫出等勢面,能判定電勢高低(沿電場線方向電勢降低)。

應該注意,電場線不是電荷的運動軌跡(因為電場線是不存在的東西,而電荷是客觀存在的東西)。根據電場線方向能確定電荷的受力方向和加速度方向,不能確定電荷的速度方向、運動的軌跡。電場線是直線時,電荷運動加速度與電場線平行。

一、定義:電荷之間的相互作用是通過電場發生的。只要有電荷存在,電荷的周圍就存在著電場,電場的基本性質是它對放入其中的電荷有力的作用,這種力就叫做電場力。

二、方向:正電荷沿電場線的切線方向,負電荷沿電場線的切線方向的反方向。

三、計算:電場力的計算公式是f=qe,其中q為點電荷的帶電量,e為場強。或由w=fd,也可以根據電場力做功與在電場力方向上運動的距離來求。

電磁學中另一個重要公式w=qu(其中u為兩點間電勢差)就是由此公式推導得出。

電場力的功能:

由於電場力的作用廣泛,它應用到粒子加速器,航天事業中導航修正。對新物質的加工,對物質排列改變,在未來可能是主要動力之一,等等。

電場力的研究方向:

在未來有電場力的存在航空航天事業會得到長足發展,例如利用電場保護層(可以讓飛行器更輕);以及讓飛行器依賴電場飛行(而取代現有的發動機);電場在核物質的衰變起作用(讓我們能更好的利用能源)。

電場的基本性質是對放入其中的電荷有作用力,因此可以通過這一性質來研究電場。放入電場中試探電場性質的電荷稱為試探電荷。試探電荷的電荷量應足夠小,使得它被放入電場後不會影響原有電場的分佈:

另外,它的線度也應足夠小,這樣才能方便地研究電場中各點的情況。

希望我能幫助你解疑釋惑。

2樓:系叡雋運乾

電場中電場力做功始終等於電勢能變化的負值

嚴格的說,電場中電場力做功始終等於電勢能增量的負值用公式表示就是w=-δeq

功分正負,增量也有正負。

只是在相互作用的勢能中,就象重力做功等於重力勢能增量的負值一樣

3樓:狗頭軍招生處

應是「電場力做功等於電勢能增量的負值」。---「電場力做功等於電勢能」是錯的。

電場力做功等於末電勢能減初電勢能的負值。---「電場力做功等於末勢能減初勢能」是錯的,不是末減初,而是初減末。

為什麼電場力做負功,電勢能會增加??機械能反而減少,有公式嗎?

4樓:匿名使用者

這個類比重力做功與重力勢能的關係就可以理解了。電場力做正功,是把電勢能轉化為其他形式的能量,電勢能自然就減少了哦;好比重力中正功,高度降低,重力勢能減少。

5樓:匿名使用者

電場力做負功,機械能減小,電勢能增加,這是定理類的東西。

電場力做功與電勢能 電勢的關係,電場力做功與電勢能,電勢的關係,另外我記得還有一個

赫菊孛歌 電場力做正功,電勢能減小。克服電場力做功代表電場力做負功,電勢能增加。可類比重力做工和重力勢能的變化 電勢的大小要看它是正電荷還是負電荷。如果是正電荷,則電勢能越大,電勢越大。如果是負電荷,電勢能越大,電勢越小。 鄢耕順英倩 電場力做功等於電勢能的變化 電場力做多少正功,電勢能就減少多少反...

電場強度,電場力,電勢能,電勢相互之間的關係,謝謝拉

e u d勻強電場中電勢差與電場強度的關係 關係可由公式表達 勻強電場中電勢差與電場強度的關係 關係可由公式表達 e u d 或 對 e u d 或 的理解 公式e u d 反映了電場強度與電勢差之間的關係,由公式可知 電場強度的方向就是電勢降低最快的方向 公式 e u d的應用只適用於勻強電場,且...

場強電勢電勢能有什麼區別聯絡呢,電場力,電場強度,電勢,電勢能之間有什麼區別與聯絡

物理帝 類比理解會比較容易 場強類比於重力加速度 電勢類比於高度 電勢能類比於重力勢能 假設空間某處有一電荷 q 則它會在空間產生電場 這個電荷 q 就相當於地球 而其產生的電場 就相當於是地球產生的重力場 當有一個電子進入到此電荷的電場時,這個電子就會受到此電場的作用 表現的形式就是受到引力作用 ...