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电势差与电荷的正负有关系吗?

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学生静电场学习问题与王尚老师的答疑。主要解决学生问题:电势差与电荷的正负有关系吗?电势差的大小与电场力做功有关系吗?

学生物理问题

王尚老师您好,我们在学习静电场的内容。我这里学的比较困惑,概念太多,理解起来吃力。

比如电势差的概念,我们课堂老师讲的挺快的,没有说清楚,我没有跟上老师,后来发现很多题都做不对。

请问电势差与电荷的正负有关系吗?

电势差概念理解

王尚老师答疑

电势差与的概念与基本求解式

电势差,说白了就是我们初中接触过的电压。同样的物理量,我们研究的领域不同,说法就不同。

我们静电场这个章节,研究的是微观领域内电荷的运动、做功、能量,并不是在含有导体的电路中研究电流、电势差(电压)的。后者是下个章节《恒定电路》中要学习的。

正电荷从A点移动到B点电场力做功,AB两点电势差等于做功与电荷的比值,公式表述就是UAB=W/q;请注意,计算时分子与分母要考虑正负性。

1.举个例子,如果是5C的正电荷,从A点移动到B点,电场力做功50J,那么UAB=50/5(v)=10(v);

2.再举例子,如果是5C的正电荷,从C点移动到D点,电场力做功-50J,那么UCD=-50/5(v)=-10(v);

3.再举例子,如果是5C的负电荷,从E点移动到F点,电场力做功50J,那么UEF=50/-5(v)=-10(v);

4.再举例子,如果是5C的负电荷,从G点移动到H点,电场力做功-50J,那么UGH=-50/-5(v)=10(v);

别问我为什么,就是这样计算,教材上也是这么讲的。

特别注意的是,分子、分母都考虑正负号,你记住就行,做题就不会出错。

搞懂了电势差的基本概念和计算公式了,接下来,我再说你的问题。

电势差与电势能

(1)电势差与电荷的正负有关系吗?

先来说答案:电势差与电场运动电荷无关。为什么呢?

两点A与B之间的电势差,由其本身的位置和原始的电场决定,与电场中运动电荷的正负无关。还是借助高度差、重力势能与重力做功的关系来理解:

比如说,A点与B点的位置,到底谁高谁低,并不是由被举高或自由下落的外在物体决定的。

你可以通过上面电势差的定义,和我举的四个例子,带几组数据,把负电荷从A移动到B,计算出的电势差U,与把正电荷从A移动到B,你会发现计算出的电势差U是一样的。

理解一个概念不容易,既要基于课本,又要超脱课本。

下面,我再补充一个问题,便于你更进一步理解电势差的概念,问题是:

(2)两点电势差的大小与电场力做功有关系吗?

答案是,没有关系。

因为,电势差是一个比值,做功多就是做功多,并不能说明电势差大。

还是借助高度差、重力势能与重力做功的关系来理解:

比如说,A点与B点的位置,到底谁高谁低,与物体的重力有关系吗?当然是没有关系的了。

只不过,越重的物体,其移动同样的高度,重力做功的绝对值越大。

反应到咱们这个问题上来,就是电场力做功多,有可能是电荷量多,比值不变。

更深入理解电势差的概念,我还推荐你阅读这篇文章:

电势能http://gaozhongwuli.com/zongjie/kaodian/480399.html

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本文发表于2017年10月26日;标签归档: ;本站文章拒绝任何形式转载,否则法庭见。