电场力做功与电势能的关系,电场力做功和电势能变化量之间的关系

电场力做功与电势能的关系

电场力做正功,电势能减小。电场力做负功,电势能增大。在静电学里,电势能是处于电场的电荷分布所具有的势能,与电荷分布在系统内部的组态有关。电势能的单位是焦耳。

电荷之间的相互作用是通过电场发生的。只要有电荷存在,电荷的周围就存在着电场,电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用,这种力就叫做电场力。

电场具有力的性质和能的性质,描述电场的物理量有电势、电势能、静电力、静电力做功等,为了更好地描述电场,还有电场线、等势面等概念,可以从多个角度判断电势高低。

利用电场线判断电势高低。沿电场线的方向电势越来越低。在正电荷产生的电场中,离电荷越近电势越高,在负电荷产生的电场中,离电荷越近,电势越低。电势的正负。若以无穷远处电势为零,则正点电荷周围各点电势为正,负点电荷周围各点电势为负。

电场力做功和电势能变化量之间的关系

简述电场力做功和电势能变化之间的关系如下:

正电荷在电场中移动,电场力做正功,则电势能降低。由于q>0,则电势降低(由高到低)

正电荷在电场中移动,电场力做负功,则电势能增大。由于q>0,则申势增大(由低到高)

电场力做功与电势能的关系,电场力做功和电势能变化量之间的关系图1

负电荷在电场中移动,电场力做正功,则电势能降低。由于q

负电荷在电场中移动,电场力做负功,则电势能增大。由于q

电场力做功和电势能有着密切的联系,就像是重力做功与物体重力势能的关系一样,电场力做正功和电势能减小,电场力做负功和电势能增加。

WABO,△Ep0,电场力做正功,电势能减小~转化成其他形式的能;WABO,△Ep0,电场力做负功,电势能增加~其它形式的能转化成电势能。

电场力做功与电势能的关系,电场力做功和电势能变化量之间的关系图2

电场力做功和电势能各有的特点

电场力做功的特点:电场力做功的公式Wab=qUab;电场力做功只和电荷电量有关、两点间的电势差有关,和运动路径无关。

电势能 的特点:Epq=qUa;电荷具有的电势能由电荷在电场中的位置决定,和0申势的选取有关,电势能是相对的,电势能的变化是绝对的,电势能的变化等于电场力做的功。

电场力做功与电势能公式

电场力做正功,电势能减小。克服电场力做功代表电场力做负功,电势能增加。(可类比重力做工和重力势能的变化)

电势的大小要看它是正电荷还是负电荷。如果是正电荷,则电势能越大,电势越大。如果是负电荷,电势能越大,电势越小。

电场力做功与电势能公式

电场力做功等于电势能的变化.电场力做多少正功,电势能就减少多少反之就增加多少.

电势能EP=qψ即电势能=电荷与电势的乘积.

电场力做功和电势能的关系公式

电场力做功和电势能的关系:两者呈现反比关系,当电场力做正功则电势能会减小,而电场力做负功时电势能会增大。

电场力是当电荷置于电场中所受到的作用力,或是在电场中对移动自由电荷所施加的作用力。电场力大小可以由库仑定律计算,也可以用其它公式计算。当有多个电荷同时作用时,其大小及方向遵循矢量运算规则。

如果是外力使电势能增加,那么其他形式的能转化为电势能,外力做正功,电场力做负功,电势能增加;如果是电场力使物体运动,那么电势能转化为动能,电场力做正功,物体动能增加,电势能减小。

如果是物体运动使电势能增加,那么动能转化为电势能,物体动能减少,电场力做负功,电势能增加。

电场力做功与电势能的关系,电场力做功和电势能变化量之间的关系图3

电势能的相互作用:

一个高速电子向原子方向运动的过程中,如果距离r非常的小,原子的“自身能”将对电子产生影响。原子内部是电平衡的,而原子的质子与核外电子具有电荷量,因此将通过电场作用于高速电子。

此时,电子的电势能变化量不能完全由上式计算。因为相互作用情况下,电子也通过电场作用于核外电子。

在电场力的相互作用下,电子和原子核外电子都将偏离轨道,而留下一个“空位”。此时原子的外层电子会向内层的这个位置跃迁,并且发射出和能级间距能量相等的高频射线,称为“标识X射线”,或“特征X射线”。

原子序数大于(含)锂Li原子的元素,都具有2个或以上能级能够发生跃迁。跃迁发射的能量与原子序数有关,反映了原子的本质特征,可以通过测定发射的能量来对原子进行标识。

在只有电场力做功的情况下电荷的电势能和动能之间有什么关系

  由W=qU=-△Ep 电场力做正功电势能减少,电势能的减少量等于电场力做的功  由动能定理 WqU= △Ek 电场力做正功动能增加, 电场力做负功动能减小  电荷的电势能和动能之间的关系  △Ek=-△Ep

为什么电场力做功等于电势能的变化量

【分析】


电场力做功等于电势能的变化量,类似于重力做功等于重力势能的变化量,根据功能关系进行分析。


【解答】


电场力做功等于电势能的变化量,类似于重力做功等于重力势能的变化量,应用功能关系进行分析,即除重力以外其它力做功等于机械能的变化量,重力做功等于重力势能的变化量,电场力做功等于电势能的变化量。

电场力与电势能是什么关系大小怎样变化

电场力做的功=电势能的变化量,电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加,即W=-E

高二物理选修:为什么只有电场力做功时电荷的电势能和动能之和不变呢

只有电场力的时候,根据能量守恒定律,只发生动能和电势能的相互转化,所以此时动能和电势能的总和不变。

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