场强与电势的关系是怎样的
2019-03-05 11:58:34文/叶丹电场强度越大,沿电场线方向电势降落越快,即单位距离上的电势差越大。在匀强电场中有U=Ed 其中,U为电势差,E为电场强度,d为沿电场线方向的距离。
电场强度与电势有什么关系
电场强度的大小表示沿场强方向的电势降落的快慢。
电场强度的大小与电场中某点电势的大小没有关系,但与电势差有关系。
在匀强电场中,有:E=U/d
E表示电场强度、U表示电场中两点间的电势差、d表示两点间沿场强方向的距离。
从研究的对象来看,只不过一个是可看作质点的物体,一个是电荷体重力。从所受的力来看,一个是重力(万有引力),一个是电场力。从能量方面来看,一个是重力对物体的高度差的效应,一个是对电荷的电势差的效应。再从位移方面来看,一个是对物体的高度位移(竖轴方向的位移,也就是力的方向是的位移,重力方向为竖直方向),一个是在电力线方向上的位移,匀强电场中就是平行于电力线的直线方向上的位移。
这样电势能是与重力势能相对应,电场强度就是与重力加速度相对应,电势就是与高度相对应。Wg=mgh,Wq=QEd
场强和电势差的详细关系
曾经刚学电学的时候,我一开始也困惑过,为什么有两个像比值定义的物理量。但仔细想想,两者完全指的是不同的方面。把“匀强磁场”打个比方,在一个斜率不变的斜坡上,有一个球往下滚,此时球受到的加速度方向的力就是比作为电场力,这个球滚了一段距离,下降的高度比作为电势差,在下降过程重力所做的功比作为电场力所做的功,而斜坡的斜率就是场强,正因为是斜率不变所以球在斜坡各断所受的力是不变的,和匀强电场中电场力不变一样。
如在非匀强电场,比如在点电荷所形成的电场中,类比的斜坡的斜率就是会改变的,在外围比较平缓,小球越是往前运动,斜坡的斜率也就变得越大,小球受加速度方向的力也越大。匀强电场中,小球在加速度方向所受的力只与斜坡的斜率以及本身的质量有关,正如电场力只与场强和本身电荷有关,在非匀强电场中也是适用的。我觉得打的这个比喻应该是比较恰当的。
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