电场力做功公式是虽然比较简单,但却是物理学领域中非常重要的一个公式 。在电学中,电场力就是由电场作用在电荷上时产生的力 。而电场力做功,就是电场力在电荷运动时产生的能量变化 。这个公式可以用来计算电荷在电场中的势能和电势差 。值得一提的是,电场力做功公式也被广泛应用于电路中的电能转化以及静电力学中的问题 。因此,深入了解和掌握这个公式,对于理解电学中的各种现象和解决实际问题都非常有帮助 。
一:电场力做功公式1、电场力的计算公式是F=qE,其中q为点电荷的带电量,E为场强 。或由W=Fd,也可以根据电场力做功与在电场力方向上运动的距离来求 。
2、电磁学中另一个重要公式W=qU(其中U为两点间电势差),就是由此公式推导得出 。
(1)任何电场中适用的公式:静电力F静=qE 。
(2)匀强电场通用公式:E=U/d (注:d指两极板的距离,U指两极板电势差)
(3)还有真空中点电荷适用的公式:F=k(Qq/r2) (注:静电力常量k=9.0×109N·m2/C2)
(4)万有引力公式:F=G(Mm/r2) (注:万有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2)二:电场力做功和电势能的关系电势能;在电场是由于电荷所处位置决定的其具有的能量叫电势能 。数值上它等于把电荷从所在位置移动到参考点时,电场力所做功 。电势;描述电场属性的物理量 。在数值上等于该点电势能与其所带电荷量的比值,即电场中等于单位正电荷在该位置所具有的电势能 。
动能;是机械能 。数值上等于mv^2/2.电场力做功;电荷在电场是受到电场力作用,所以当它发生移动是,电场力做功 。
电势,由电场决定,电势能,由电场和电荷共同决定,在电场是移动电荷时,电场力做正功,电势能减少,电场力做负功,电势能增加 。
是电场是运动的电荷,其动能的增量等于电场力做功 。
三:电场力做功的正负怎么判断带电粒子在电场中的运动是高考中的高频考点,究其原因:重力场的运动大家太熟悉,用电场包装一下,往往可以把知识点考察的更加准确 。这一期我们来看一下电场中带电粒子的运动到底有哪些?
一、加速电场
电量为q的带电粒子由静止经过电势差为U的电场加速后,根据动能定理及电场力做功公式qU=?mv2,可求得带电粒子加速后的速度大小为v=根号下(2qU/m) 。这往往是题目构造中的第一问或者第一步,没有难度,大家一定要熟练掌握 。
二、偏转电场
质量为m的负电荷-q以初速度v0平行两金属板进入电场 。设两板间的电势差为U,板长为L,板间距离为d 。则带电粒子在电场中所做的是类平抛的运动 。
(1)带电粒子经过电场所需时间t=L/v0 。(分运动与合运动的等时性)
(2)带电粒子的加速度a=F/m=qE/m=qU/md 。(牛二定律在电场中的应用)
(3)离开电场时在垂直金属板方向的分速度v1=at=qUL/mdv0 。
(4)电荷离开电场时在垂直金属板方向的偏移量△y=?at2=?(qU/md)(L/v0)2 。
【电场力做功公式,电场力做功机械能守恒么】(5)电荷离开电场时偏转角度的正切值tanφ=v1/v0=qUL/mdv02 。
和平抛比起来,也就是加速度改变引起的一系列变化 。
三、重点说明
(一)两个重要结论:一是不同的带电粒子从静止开始经过同一电场U1加速后再从同一偏转电场U2射出时,偏移量和偏转角总是相同的 。根据△y=?at2=?(qU2/md)(L/v0)2和qU1=?mv02,知△y=U2L2/4U1d 。同理tanφ=v1/v0=qU2L/mdv02=U2L/2U1d 。这两个公式大家最好记清楚 。二是粒子经电场偏转后,合速度的反向延长线与初速度延长线的交点O为粒子水平位移即偏转电极的中点 。
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