Ⅰ 場強 電勢 電勢能 電勢差都是什麼性質的量 有什麼關系和區別
場強:是操描述電場力的性質的物理量.定義是E=F/q
電勢:是描述電場能的性質的物理量.定義是φ A=EA/q
電勢能:是電荷q在電場中具有的能.EA=qφ A
電勢差:是電場中二點間電勢的差值.UAB=φ A-φ B
後面的表達式就是它們之間的關系.
Ⅱ 電勢差是什麼
1.定義:
電勢差是指電場中兩點之間電勢的差值,也叫電壓,用字母U表示。
2.公式:
Uab=φa-φb
電荷q在電場中由一點A移動到另一點B時,電場力所做的功與電荷量的比值叫做A、B兩點的電勢差[1]。關系式為
Uab=Wab/q
3.單位:
在國際單位制中,電勢差的單位是伏特,簡稱為伏,符號是V。1庫電荷從電場中的一點移動到另一點,如果電場力做了1焦耳的功,這兩點間的電勢差就是1伏。
4。物理意義:
1.由電場中兩點位置決定,反映電場能的性質。
2.
與檢驗電荷電量、電性無關。
3.
表示移動單位電量正電荷,電場力做的功。
由此得出:順電場線移動正電荷做正功,反之則反;但功跟電量比值不變,由兩點位置決定,且為正值。
逆電場線移動正電荷做負功,反之則反;但功跟電量比值不變,由兩點位置決定,且為負值。
5.與電場強度的關系:
(1)大小關系
UAB=Ed或E=UAB
/d
如圖所示的勻強電場中,把一點電荷q從A移到B,則電場力做功為:W=qUAB且與路徑無關。另外,由於是勻強電場。所以移動電荷時,電場力為恆力,可仍用求功公式直接求解,假設電荷所走路徑是由A沿直線到達B,則做功W=F·AB·cosθ=F·q·AB·cosθ=E·q·BC,兩式相比較,E=UAB/BC=U/d,這就是電場強度與電勢差之間的關系。
說明:①
在勻強電場中,任意兩點間的電勢之差,等於電場強度跟這兩點沿電場強度方向上的距離的乘積。即d必須是沿著場強方向的距離,如果電場中兩點不沿場強方向,d的取值應為在場強方向的投影,即為電場中該兩點所在的等勢面的垂直距離。
②
公式E=UAB
/d表明,勻強電場的電場強度,在數值上等於沿著電場方向上單位距離的電勢降落,正是依據這個關系,電場強度的單位還有V/m。
③
雖然公式U=Ed只適用勻強電場,但在非勻強電場問題中,我們也可以用此式來比較電勢差的大小。例如圖是一非勻強電場,某一電場線上A、B、C三點
AB=BC,比較UAB和UBC的大小。我們可以設想,AB段的場強要比BC段的場強大,因而,UAB=E1·AB,UBC=E2BC,UAB>
UBC。這里的E1、E2,分別指AB段、BC段場強的平均值。
事實上,在同一幅等勢面圖中,我們往往把每兩個相鄰等勢面間的電勢差取一個定值,如果等勢面越密,即相鄰等勢面的間距越小,那麼場強E=U/d就越大
④
場強與電勢無直接關系。因為某點電勢的值是相對選取的零電勢點而言的,選取的零電勢點不同,電勢的值也不同,而場強不變。零電勢可以人為選取,而場強是否為零則由電場本身決定。初學容易犯的一個錯誤是把電勢高低與電場強度大小聯系起來,誤認為電場中某點電勢高,場強就大;某點電勢低,場強就小。
(2)方向關系
①
場強方向就是電勢降低最快的方向
只有沿場強方向,在單位長度上的電勢差最大,也就是說電勢降低最快的方向為電場強度的方向,但是,電勢降低的方向不一定是場強方向。
②
電場線與等勢面垂直
6.電勢差與電勢零點的選取無關.
7.已知電流方向,如何判斷電勢高低,要分外電路和內電路
在外電路:沿著電流的方向,電勢降低.
在內電路:沿著電流的方向,電勢升高.
8.電勢差是標量,但有正、負,正、負只表示哪點電勢高,哪點電勢低,在某一電場中如果Uab>0,則Uab=φa-φb>0,即φa>φb,而Uab=φa-φb<0,則表示φa<φb。