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1、于电场力做功具有与路径无关,而仅与始末位置的电势差有关的特点, 所以计算 电场力做功可用多种方法。1. 根据功的定义,用 V计算。此法仅适用于匀强电场中电场力做功的 计算。例1.两带电小球,电荷量分别为丨1|和,固定在一长度为I的绝缘细杆的两 端,置于电场强度为E的匀强电场中,杆与场强方向平行,其位置如图1所示。若此杆绕过0点,垂直于杆的轴线转过180,则在此转动过程中电场力做的功 为多少?图1解析:因在电场中任意两点移动电荷时,电场力对电荷做的功,与移动电荷的路径无关,可设想两电荷均沿绝缘杆移动到相应位置,则W=FJ + FJ = EqJ + Eq/ = 2Eq/。2. 用I I计算。此法适
2、用于任何电场。运算时 q、U可只取绝对值,对于功 W的正负,可依据提供的物理模型,或根据题设条件构想物理模型,利用相关知 识判定。例2.在电场中有A B两点,它们的电势分别是为=pB= 200V。把电荷量q = 的电荷从A点移动到B点,是电场力做功,还是克服电场 力做功?做了多少功?解析:根据A点电势低于B点电势,可知始、终两点间的电场线的方向是由B至A,画出表示电场线方向的矢量线 E;根据负电荷所受的电场力方向与电场线 方向相反,再画出表示电场力方向的矢量线 F;最后画出表示电荷移动方向(A -B)的矢量线s。由图2可以看出F与s方向相同,所以是电场力做功,电场 力所做功的大小为:=|-2.
3、0xl0 7 | 4(-100; -(200) |J= 5.0x1013. 禾U用结论“电场力做的功等于电荷电势能增量的负值”(或等于电势能的变 化)计算。这个方法在已知电荷电势能的值时比较方便,此法利用了功能关系, 适用于任何电场。例3.如图3所示,在同一条电场线上,有A、B、C三点,三点的电势分别是_ - 环 H 化呷,将电荷量-弘lWc的点电荷从A移到B电场力做功多 少?电势能变化了多少?若将该电荷从 B移到C,电场力做功多少?电势能变化 了多少?eeeACB图3解析:电荷在A、B、C三点的电势能分别为 qcpA - (-6 y5J= -3xlQ-sJ=1 2xlO_5Jsc = TPc = 故 W豳-(b - 2負)= -l 2x10J -(-3x10)*4 加 1O_5J因此电势能增加了 Hxlhj叫-何T -(0-1 2tL)J-1.2x10_5J因此电势能减少了 L10F。4. 利用动能定理计算,在知道电荷动能的改变量,以及知道除电场力以外其它 力做功多少时,使用动能定理较方便。例4. 一个带正电的质点,电荷量以 4匸xloJc ,在静电场中由a点移到b点, 在这过程,除电场力外,其它力做的功为质点的动能增加了 S.ljxlO-J 则电场力对质点做的功滇是多少? a、b两点间电势差为多少?解析
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