- 高三物理静电场做功正负
高三物理静电场中,电场力做功的正负取决于电荷移动的方向和电场的方向。
当静电场为正电荷时,沿着电场线移动电荷,电场力做正功,电荷的电势能减少。反之,电场力做负功,电荷的电势能增加。
当静电场为负电荷时,同样沿着电场线移动电荷,电场力做负功,电荷的电势能增加。反之,电场力做正功,电荷的电势能减少。
此外,在点电荷形成的电场中,正电荷在电势能低的地方移动时,电场力做正功,负电荷在电势能高的地方移动时,电场力做正功。
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相关例题:
【例题】一个带电量为+ q 的粒子在电场中 A 点时的电势能为 E P1 ,动能为 E K1 。粒子从 A 点运动到 B 点,电场力对它做功为 W1,它的动能为 E K2。求:
(1)粒子在 A 点的电势能 E P1 和 A 点电势 φ A;
(2)粒子从 A 点运动到 B 点的电势能变化量 Δ E PAB 和电场力对它做功 WAB。
【解析】
(1)根据题意,带电量为+ q 的粒子在电场中 A 点时的电势能为 E P1,动能为 E K1。根据能量守恒定律,有:
E P1 = E K1
粒子从 A 点运动到 B 点,电场力对它做功为 W1,它的动能为 E K2。根据动能定理,有:
W1 = E K2 - E K1
由于粒子带正电荷,所以电场力做正功时,电势能减小;电场力做负功时,电势能增加。因此,粒子从 A 点运动到 B 点时,电势能减小了。根据电势的定义式,有:
φ A = φ B
联立以上各式可得:
E P1 = E K2 + W1
(2)粒子从 A 点运动到 B 点的电势能变化量 Δ E PAB 为:
Δ E PAB = E P2 - E P1 = E K2 - (E K1 + W1) = - W2
电场力对它做功 WAB 为:
WAB = - Δ E PAB = W1 + W2 = E K2 - E K1
【答案】
(1)粒子在 A 点的电势能 E P1 为零;A 点电势 φ A 为零。
(2)粒子从 A 点运动到 B 点的电势能变化量 Δ E PAB 为零;电场力对它做功 WAB 为零。
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