的功为多少?若q沿折线AMB从A点移动到B点,静电力做的功为多少?
图2
若q沿任意曲线从A点移动到B点,静电力做的功为多少?由此可得出什么结论?
答案 静电力F=qE,静电力与位移夹角为θ,静电力对试探电荷q做的功W=F·|AB|cos θ=qE·|AM|.在线段AM上静电力做的功W1=qE·|AM|,在线段MB上静电力做的功W2=0,总功W=W1+W2=qE·|AM|.
W=qE·|AM|.电荷在匀强电场中沿不同路径由A点运动到B点,静电力做功相同.说明静电力做功与路径无关,只与初、末位置有关.
2.对比电场力做功和重力做功的特点,它们有什么相同之处?重力做功引起重力势能的变化,电场力做功引起什么能的变化?
答案 电场力做功与重力做功都与路径无关.电场力做功引起电势能的变化.
1.静电力做功的特点
(1)静电力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,但与具体路径无关,这与重力做功特点相似.
(2)静电力做功的特点不受物理条件限制,不管静电力是否变化,是否是匀强电场,是直线运动还是曲线运动,静电力做功的特点不变.
2.电势能
(1)电势能是由电场和电荷共同决定的,是属于电荷和电场所共有的,我们习惯上说成电荷的电势能.
(2)电势能是相对的,其大小与选定的参考点有关.确定电荷的电势能,首先应确定参考点,也就是零势能点的位置.
(3)电势能是标量,有正负但没有方向.电势能为正值表示电势能大于参考点的电势能,电势能为负值表示电势能小于参考点的电势能.
3.静电力做功与电势能变化的关系
(1)WAB=EpA-EpB.
静电力做正功,电势能减小;静电力做负功,电势能增加.
(2)正电荷在电势高的地方电势能大,而负电荷在电势高的地方电势能小.
例1 将带电荷量为6×10-6 C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服静电力做了3×
10-5 J的功,再从B移到C,静电力做了1.2×10-5 J的功,则:
(1)电荷从A移到B,再从B移到C的过程中电势能共改变了多少?