【摘要】:即在匀强电场中移动电荷时,电场力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,但与电荷经过的路径无关。这个结论虽然是从匀强电场中推导出来的,但是可以证明对于非匀强电场也是适用的。电场力做功有正负之分。或者说,负电荷沿电场方向运动时,电场力做负功。这正符合开尔文-普朗克关于热力学第二定律的表述。
在电场强度为E的匀强电场中,电荷q沿如图1-17所示的几条不同的路径,从A点移动到B点,电场力对电荷所做的功分别是多少?分析如下:
图1-17 电场对电荷做功
1)在图1-17a中,q所受的电场力和电场力对q所做的功分别为
F=qE
WAB=F|AB|cosθ=qE|AM|
2)在图1-17b中,q所受的电场力和电场力对q所做的功分别为
F=qE(www.daowen.com)
WAB=WAM+WMB=qE|AM|+0=qE|AM|
3)在图1-17c中,q所受的电场力和电场力对q所做的功分别为(可以用无数组跟电场力垂直和平行的折线来逼近曲线ANB,只要q移动的方向与电场力平行,电场力都做功,与电场力平行的短折线的长度之和等于∣AM∣)
F=qE
WAB=qEAM
由以上分析可得出结论:不论q经由什么路径从A点移动到B点,电场力对q所做的功都是一样的。即在匀强电场中移动电荷时,电场力做的功与电荷的起始位置和终止位置有关,但与电荷经过的路径无关。这个结论虽然是从匀强电场中推导出来的,但是可以证明对于非匀强电场也是适用的。
电场力做功有正负之分。当正电荷沿电场方向运动时,电场力做正功。或者说,负电荷沿电场方向运动时,电场力做负功。
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