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高中物理
勢能與電勢
靜電場做功的特點
1、特點:電場力所作的功與路徑無關,只與電荷的始末位置有關。
2.計算方法:
(1)用WAB=θ計算電場所作的功,只適用于均勻電場。
(2)用WAB=qUAB計算電場力所作的功。此公式適用于一切電場。計算時,可將q和UAB的正負號代入公式中,即可判斷該功是電場力所作的功,還是克服電場力所作的功。
【解析】電荷在均勻電場中運動時,靜電力所作的功與電荷的起始和終止位置有關,而與電荷所經過的路徑無關。
1.電荷在電場中具有的勢能叫做電勢能。
2、相對性:電勢能是由電荷和它所處的電場所共同擁有的,是相對的,通常以無窮遠處或地球為電勢能的零點。
3.電場力所作功與電勢能變化的關系
(1)電勢能增加或減少的判定:當電場力對電荷做正功時,電荷的電勢能減少;當電場力對電荷做負功時,電荷的電勢能增加。
(2)電勢能的變化和電場力所作的功:
WAB = EPA-EPB = -ΔEP
【闡明】
在一個物理過程中,一個物理量的增加,必定是該物理量的終狀態值減去它的初狀態值,其減少,必定是初狀態值減去終狀態值。
(3)零勢能點
任何電荷在電場中勢能為零的點。在理論研究中,通常取無窮遠處的點作為零勢能點,而在實際應用中,通常取地球作為零勢能點。
【闡明】
①零勢能點的選擇是任意的。
②電勢能的數值是相對的。
③ 某一電荷在電場中兩點間的電位能差,與電位零點的選擇無關。
電位
(1)定義及定義公式
電場中某一點電荷的電勢能與其所帶電荷量的比值稱為該點的電勢。
φA=Ep/q
(2)電位的單位:伏特(V)。
(3)電勢是一個標量。
(4)電勢是反映電場能量性質的物理量。
(5)零電位點
勢能為零的點稱為零電位點。在理論研究中,通常取無窮遠處的點作為零電位點,而在實際研究中高中物理等勢面電勢,通常取地球作為零電位點。
(6)電勢是相對的
電位的大小與零電位點的選擇有關,零電位點的選擇不同,則同一點電位的大小也會不同。
(7)電勢沿電場線方向減小,電場強度的方向就是電勢減小最快的方向。
等位面
1.電場中電勢相等的各點所構成的面叫做等勢面。
2 幾種典型電場的等勢面
3 等位面的特征
① 等勢面與電場線必處處垂直;
②在同一等勢面上運動電荷時,電場力不做功;
③電場線總是從高電位的等勢面指向低電位的等勢面;
④ 任何兩個電位不同的等位面既不相交,也不相切;
⑤等勢面越密集,電場線越密??集。
比較電場中兩點電荷勢能的方法
1. 工作完成方法
2. 電場線法
當正電荷順著電場線方向移動時,電勢能逐漸減小;當它逆著電場線方向移動時,電勢能逐漸增大。如果是負電荷,則正好相反。
3.通過公式EP=qφ判斷
設φA>φB,當q>0時,qφA>qφB,即A點的勢能大于B點的勢能。綜上所述,電位高的地方,正電荷的勢能就大高中物理等勢面電勢,電位低的地方,負電荷的勢能就小。
4 場源電荷判斷方法
正電荷距離場源越近,測試正電荷的勢能越大,測試負電荷的勢能越小;負電荷距離場源越近,測試正電荷的勢能越小留學之路,測試負電荷的勢能越大。
結束