电场力做正功电势能减小,电场力做负功电势能增大。正电荷在电场中受力方向与场强方向一致,所以正电荷沿场强方向,电势能减小,负电荷在电场中受力方向与场强相反,所以负电荷沿场强方向,电势能增大,但电势都是沿场强方向减小。
电场力做正功电势能减小的原因是什么
电势能,电场力,功的关系与重力势能,重力,功的关系很相似。E=mgh,重力做正功,重力势能减小。
电势能的原因就是电场力有做功的能力,凡是势能规律几乎都是如此,电场力正做功,电势能减小,电场力负做功,电势能增大,在做正功的过程中,电势能通过做功的形式把能量转化为其他形式的能,因而电势能减小。
静电力做的正功功=电势能的减小量,静电力做的负功=电势能的增加量。
什么是电场力
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。电场力大小可以由库仑定律计算,也可以用其它公式计算。
电场力的三个公式分别是什么
电场力是指两个电荷之间的电力相互作用力,它是电荷场中的一种基本力。根据库仑定律,我们可以推导出电场力的三个公式。下面将对这三个公式进行介绍:
1、库仑定律
库仑定律是描述点电荷之间相互作用的力的大小的公式。它的表达式为:F=kq1q2/r²。
其中,F表示所受电场力的大小,q1和q2分别为两个电荷的电量,r表示两个电荷之间的距离,k是一个常数,称作库仑常数。
①库仑定律的适用范围
库仑定律适用于描述相互之间静止或者运动缓慢的两个点电荷之间的相互作用力,而对于带有分布电荷的物体,就不能简单应用库仑定律,需要考虑到电磁力学的更加复杂情况。
②库仑力的方向与大小
库仑定律描述的是两个点电荷之间的相互作用力,其方向与大小可以由库仑定律公式计算得出。当两个点电荷电荷量相同时,其受力方向相对于连线决定,即正电荷对正电荷引力,负电荷对负电荷引力。当两个点电荷电荷量不相同时,其受力方向也可以由连线决定,方向指向电荷量大的那个电荷。
③库仑力和距离的关系
库仑定律中,库仑力与电荷量之积成正比,与两电荷距离之平方成反比。即电荷量增大,相互作用力增大,而两电荷距离增大,相互作用力减小。
2、电场强度公式
电场强度是指单位电荷所受到的电场力的大小。其中,E表示电场强度的大小,q0为测试电荷的电量,在计算中通常取1电荷单位,F为测试电荷所受的电场力。
3、电势能公式
电势能是带电粒子在电场中由于位置关系而具有的能量。用U表示,计算公式如下:U=qEd。其中,d为电荷的位移,E为电场强度。在计算过程中,需要考虑电荷的正负性以及电势能的正负性。
以上三个公式是电场力的基本公式。它们构成了电荷场中电场力的计算基础,被广泛应用于电学领域的建模和计算。