物理中可计算电势能方法,可推? 高中物理 计算电势能是电荷的正负要考虑吗?
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电势的计算方法一般说来,计算电势的方法有两种。第一种方法是由电势的定义式通过场强的线积分来计算;另一种方法是下面马上就要介绍的电势叠加原理。对不同的带电体系,本质上讲上述两种方法都能够计算出电势,但是选择不同的方法计算的难易程度是大不相同的。通过后面内容的学习,大家要注意对不同的带电体系选择不同的计算方法。下面我们介绍电势迭加原理。
1、点电荷电场的电势
如右图所示,一个点电荷q处于O点处。在q所产生的电场中,距离O点为r处P点的电势,可以根据电势的定义式计算得到。选无穷远处作为电势零点,积分路径沿OP方向由P点延伸到无穷远。由于积分方向选取得与场强的方向相同,P点电势可以很容易地计算出来 点电荷的电势 此式给出点电荷电场中任意一点的电势大小,称作点电荷电势公式。公式中视q的正负,电势V可正可负。在正点电荷的电场中,各点电势均为正值,离电荷越远的点,电势越低,与r成反比。在负点电荷的电场中,各点的电势均为负,离电荷越远的点,电势越高,无穷远处电势为零。容易看出,在以点电荷为心的任意球面上电势都是相等的,这些球面都是等势面。
2、电势的叠加原理
在前面的知识点中,大家学习了场强叠加原理。该原理告诉我们,任意一个静电场都可以看成是多个或无限多个点电荷电场的叠加,即有
其中E表示总电场,E1,E2,…为单个点电荷产生的电场。根据电势的定义式,并应用场强叠加原理,电场中a点的电势可表示为
上式最后面一个等号右侧被求和的每一个积分分别为各个点电荷单独存时在a点的电势。即有
式中Vai是第i个点电荷单独存在时在a点产生的电势。显然,如果我们将带电体系分成若干部分(不一定是点电荷),上述结论仍然是正确的。即,任意一个电荷体系的电场中任意一点的电势,等于带电体系各部分单独存在时在该点产生电势的代数和。这个结论叫做电势叠加原理。
若一个电荷体系是由点电荷组成的,则每个点电荷的电势可以按上式进行计算,而总的电势可由电势叠加原理得到,即
式中ri是从点电荷qi到a点的距离。(应用这个公式时,电势零点取在∞处)。
对一个电荷连续分布的带电体系,可以设想它由许多元电荷dq所组成。将每个元电荷都当成点电荷,就可以由叠加原理得到求电势的积分公式
式中r是从元电荷dq到a点的距离。(电势零点在∞处)。
3、计算电势的一般方法
计算电势一般有两种方法:根据已知电场强度计算电势和应用叠加原理计算电势。现分别介绍如下。
如果一个电场的场强为已知,应用电势的定义式,可以根据已知的场强直接计算电势。用这种方法计算电势时,电势零点可以任意选定。如果电荷分布可以分解为几个分布,而每个分布在考察点的电势为已知,则可应用叠加原理来计算电势。
电势能嘛,可以根据电场力来算:电场力做正功电势能就减少,负功就增加电势能;还可以用那个点的电势除以电量来算!也可详见高二物理书114页(人教版)!哈哈哈哈哈哈哈(选我为满意答案吧)哈哈哈哈
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