电场力做功和电势能
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4.常用电容器从构造上来看,常用电容器可分为固定电容器和可变电容器两类。
由于所用的电介质不同,固定电容器又可分为纸介电容器、云母电容器、瓷介电容器、电解电容器等。
电容器在电路图中的符号为:电容器上一般都标明了电容和额定电压的数值。
加在电容器两极上的电压不能超过某一限度,超过这个限度,电介质将被击穿,电容器于是损坏,这个极限电压叫做击穿电压。
电容器的额定电压是电容器长期工作所能承受的电压,它比击穿电压要低。
电场强度和电势差之间的关系;电场中的带电体;电容、电容器编稿:李靖审稿:厉璀琳主要内容电场强度和电势差之间的关系;电场中的带电体;电容、电容器;内容简介一、电场强度和电势差之间的关系在匀强电场中,电场力做功为:,其中d是沿着电场线方向的距离;同时,电场力做功也可以写成:;所以在匀强电场中有:,可以得到:,其中U是匀强电场中两点间的电压,d是两点间沿着电场线方向的距离。
同而通过可以计算匀强电场的电场强度。
二、电场中的带电体(1)带电体带电体在电场中要受到电场力的作用,产生加速度,速度的大小和方向都可以发生变化。
关于带电体在电场中运动重力是否考虑问题,一般按以下两种方法处理:①基本粒子:如电子、质子、粒子、离子等,除有说明或有明确的暗示以外一般都忽略重力。
②带电颗粒:如尘埃、液滴、小球等,除有说明或有明确的暗示以外一般都考虑重力。
(2)带电体在电场中的加速带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场,仅受电场力作用,电场力与运动方向在同一直线上,做匀加(减)速直线运动。
1、如图,真空中有一对平行金属板,间距为d,接在电压为U的电源上,质量为m、电量为q的正电荷穿过正极板上的小孔以进入电场,到达负极板时从负极板上正对的小孔穿出。
不计重力,求:正电荷穿出时的速度是多大?解析:(解法一)动力学:解得:(解法二)由动能定理:解得说明:解法一只适用于匀强电场情况,显然解法二是用功能观点进行分析,不仅适用于匀强电场,对非匀强电场也适用。
嗦夺市安培阳光实验学校高二物理电场力做功与电势能知识精讲鲁教版一. 本周教学内容:电场力做功与电势能(一)基础知识1. 电场力做功的特点在电场中移动电荷时,电场力做的功与路径无关,只与始末位置有关。
在匀强电场中,电场力做的功为W=qEd,其中d为沿电场线方向的位移。
2. 电势能(1)概念:电荷在电场中某点的电势能等于把电荷从这点移到选定的参考点电场力所做的功。
(2)电势能是相对的,电势能的大小与所选的零电势能点有关。
(3)电场力做功与电荷电势能变化的关系:电场力做正功时,电荷的电势能减少;电场力做负功时,电荷的电势能增加。
电场力对电荷做的功量度了电荷电势能的减少量,所以电场力的功是电荷电势能改变的量度。
(二)方法点拨1. 电势能的大小、正负的判定方法(1)做功判断法无论正、负电荷,电场力做正功,电荷将从电势能较大的地方移向电势能较小的地方。
反之,如果电荷克服电场力做功,那么电荷将从电势能较小的地方移向电势能较大的地方。
(2)电场线法正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小,逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大。
负电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大;逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小。
2. 对电势能的进一步了解(1)电势能由电场和电荷共同决定,属于电场和电荷系统所共有的,我们常习惯说成电场中的电荷所具有的。
(2)电势能是一个相对量,其数值与零电势能的选择有关,因此确定电荷的电势能首先确定参考点,也就是零电势能位置。
当场源电荷为有限的大小时,在无穷远处,电场实际上已经减小为零,通常规定无穷远处的场强为零,电荷的电势能为零,由于地球是一个大导体,大地又可以看作与无穷远处相连接,因此,通常认为接地的带电体的电势能为零,当然也可规定某个特定的地方为零势能点,这要根据解题的方便而定。
(3)电势能是标量,有正负,但无方向。
电势能的正负仅表示大小,正值表示高于零电势能,负值表示低于零电势能。
(三)疑难辨析1. 电场力做功与电势能变化的关系(1)电场力做功与电势能的变化相联系。
高中物理电场中的电势能与电场力做功关系在高中物理的学习中,电场这一板块是重点也是难点。
其中,电势能与电场力做功的关系更是需要我们深入理解和掌握的关键知识点。
首先,我们来了解一下什么是电势能。
电势能是指电荷在电场中由于位置而具有的能量。
就好比一个物体在重力场中由于高度而具有势能一样,电荷在电场中也具有势能。
那么电场力做功又是什么呢?当电荷在电场中移动时,电场力对电荷所做的功就称为电场力做功。
电势能和电场力做功之间存在着密切的关系。
电场力做功与电势能的变化量有着直接的关联。
具体来说,电场力做正功,电势能减少;电场力做负功,电势能增加。
为了更清晰地理解这一关系,我们可以通过一个简单的例子来分析。
假设一个正电荷在电场中受到电场力的作用而从 A 点移动到 B 点,如果电场力的方向与电荷移动的方向相同,那么电场力做正功。
因为电场力对电荷做功,使得电荷的电势能减少,就好像是电场力把电荷的一部分电势能转化为了电荷的动能,让电荷运动得更快了。
反之,如果电场力的方向与电荷移动的方向相反,那么电场力做负功。
在这种情况下,电荷的电势能增加,就好像是外界对电荷做功,给电荷增加了电势能。
从能量守恒的角度来看,电势能和动能的总和是保持不变的。
当电场力做功时,只是电势能和动能之间相互转化。
在计算电场力做功时,我们通常使用公式 W = qU ,其中 W 表示电场力做功,q 是电荷量,U 是两点之间的电势差。
而电势能的表达式为 Ep =qφ ,其中φ 是某点的电势。
需要注意的是,电势能是一个相对的量,它的大小取决于所选的零势能点。
就像在重力势能中,我们可以选择地面为零势能面一样,在电场中我们也可以根据问题的方便性来选择零势能点。
在实际的问题中,我们常常需要根据已知条件来判断电场力做功的情况,进而分析电势能的变化。
比如,在一个匀强电场中,已知电荷的电荷量、移动的距离以及电场强度,我们就可以先求出电势差,然后利用公式计算电场力做功,从而得出电势能的变化。
电场力的功与电势能关系公式全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:电场力的功与电势能是电磁学中一种非常重要的关系,它们之间的相互转换在电场中起着至关重要的作用。
在我们日常生活中,电场力的功与电势能的关系常常可以通过各种电器设备的运行来体现。
本文将为您详细解释电场力的功与电势能之间的关系,并探讨其公式推导及应用。
让我们先来了解一下电场力和电势能的概念。
在电磁学中,电场力是由电荷产生的电场作用在其他电荷上所产生的力。
电场力通常表现为吸引或排斥的效果,取决于电荷的正负性。
而电势能则是电荷在电场中所具有的能量,是电荷由于在电场中位置的不同而产生的能量差异。
电场力和电势能密切相关,它们之间的关系可以通过以下公式来描述:电场力做功的公式为:\[ W = -\Delta U \]\( W \) 表示电场力所做的功,\( \Delta U \) 表示电场力所产生的电势能的变化量,负号表示电场力和电势能之间的关系为相反,即电场力所做的功等于电势能的负变化量。
接下来,让我们通过一个简单的例子来解释电场力的功与电势能之间的关系。
假设有两个带电粒子,它们之间的距离为\( r \),电荷分别为\( q_1 \) 和\( q_2 \),它们之间的电势能为:\[ U = k \frac{q_1 q_2}{r} \]\( k \) 为电场力常数,在真空中的数值为\( 8.9875 \times 10^9 \ N m^2/C^2 \)。
如果我们将这两个带电粒子分别放置在电场中的两个不同位置,分别在\( r_1 \) 和\( r_2 \) 处,则它们之间的电势能变化为:\[ \Delta U = k \frac{q_1 q_2}{r_1} - k \frac{q_1 q_2}{r_2} \]而电场力所做的功则为其中的相反数:\[ W = -\Delta U = k \frac{q_1 q_2}{r_2} - k \frac{q_1 q_2}{r_1} \]通过这个简单的例子,我们可以看到电场力的功与电势能之间的关系是非常密切的。