潛在差異
使用不同的地點作為測量高度的起點,同一地點的高度值會有所不同,但兩地之間的高度差將保持不變。 同理,如果選擇不同的位置作為電勢的零點,則電場中某一點的電勢值也會發生變化,但電場中兩點之間的電勢差將保持不變。
在物理學中,電勢差往往比電勢更重要。
電場中兩點之間的電勢差稱為電勢差電勢差,也稱為電壓。假設電場中A點的電勢為ΦA,B點的電勢為ΦB,則它們之間的電勢差也可以為表示為
也可以表示為
明顯地
電勢差可以是正的或負的。 A點電位高于B點電位,為正值; 否則為負值。
靜電力功和電位差
當電荷q在電場中從A點移動到B點時,靜電力所做的功WAB等于A點和B點電荷的電勢能之差。
WAB=EpA-EpB
=qΦA-qΦB
=q(ΦA-ΦB)
=qUAB
或者
電位差和電場強度
均勻電場的電場強度為E。電荷q從A點移動到B點。靜電力所做的功W與A、B點之間的電勢差UAB之間的關系為W=qUAB。 靜電力對 q 所做的功為 W=Fd=qEd。 所以 UAB=Ed。
均勻電場中兩點之間的電勢差等于電場強度與兩點沿電場方向的距離的乘積。
電場強度與電勢差之間的關系也可寫為
其含義:在均勻電場中,電場強度的大小等于兩點之間的電勢差與兩點沿電場強度方向的距離之比。 即電勢差,電場強度在數值上等于電場方向上每單位距離電勢的減少。
練習練習
1、如圖所示,當ab=bc時,嘗試比較ab和bc的電位差( )
A ab 之間的電勢必須大于 bc 之間的電勢差
B ab 之間的電勢必須小于 bc 之間的電勢差
C 因為ab=bc,ab之間的電位差等于bc之間的電位差
D 無法比較,因為它是非均勻電場。
2、帶正電的粒子僅在電場力的作用下從A點經過B、C到達D點。 其Vt圖像如圖所示,則下列說法正確的是(C)
AA點的電場強度必須小于B點的電場強度
粒子B在A點的電勢能必須小于在B點的電勢能。
C和CD之間各點的電場強度和電位差為零。
D 兩點AB之間的電位差大于兩點CB之間的電位差