高中物理 | 您所在的位置:网站首页 › 电场力做功的物理意义 › 高中物理 |
计算电场力做功,主要有以下四种方法: 1.由功的定义式W=Fscosθ来计算。 在中学阶段,限于数学基础,要求式中F为恒力,所以此法仅适用于匀强电场中电场力做功的计算。 2.用结论“电场力做的功等于电荷电势能增量的负值”来计算,即W=-△ε。 这个方法在已知电荷电势能的值的情况下比较方便。 3.用WAB=qUAB来计算 此时,一般又有两种处理方法:一是严格带符号运算,q和UAB均考虑正和负,所得W的正、负直接表示电场力做功的正负,二是只取绝对值进行计算,所以W只是功的数值,至于做功的正负,可用力学知识判定。 4.用动能定理W电+W其他=△Ek计算 它是一种间接的计算方法,是能量转化与守恒定律在电场中的应用,不仅适用于匀强电场,也适用于非匀强电场中电场力做功的计算。 例1、电场中a、b两点,已知 解法一:用W=-△ε计算 电荷在a、b处的电势能分别为: 现从a到b,由W=-△ε得 W=-(εb-εa)=8×10-6J,W>0,表示电场力做正功 解法二:用WAB=qUAB计算 1.带符号运算: 从a到b, 因为W>0,所以电场力做正功 2.取绝对值进行计算: W=qU=4×10-9×2000J=8×10-6J(注意符号仅为数值). 因为是负电荷从电势低处移至电势高处,所以电场力做正功。 例2、如图1所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正点荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点,质量为m、带电量为-q的有孔小球从杆上A点无初速下滑,已知q远远小于Q,AB=h,小球滑到B点时的速度大小为 ![]() (1)小球由A到B过程中电场力做的功 (2)AC两点的电势差 解析:因小球由A到B只有电场力和重力做功,则由动能定理可得: 即 则电场力做的功为: (2)因为B、C是在电荷Q产生的电场中处在同一等势面上的两点,即 即A、C两点间的电势差为
例3、如图2所示,竖直面内正电荷从A处沿 ![]() 分析:在W=qER中,qE是电荷在匀强电场中受的恒力,R是电荷在电场力方向上移动的距离,所以在匀强电场中,不管电荷移动路径如何,用电场力乘电荷在电场力方向上移过的距离就是电场力做功的值,此点与计算重力做功十分相似。 解析:按题意,A点与圆心O处于同一等势线上,则A、B间的电势差等同于O、B间的电势差,令其为U,则在匀强电场中U=ER。 则W=qU=qER 从图中易知本题属正电荷逆电场方向移动,电场力与位移方向的夹角大于90°,故电场力做负功。 |
CopyRight 2018-2019 实验室设备网 版权所有 |