电场力是指电荷在电场中所受到的力。当电场力对移动的电荷作用时,会对其做功。而电势能是电荷在电场中具有的能量,它与电场力和电荷的位置有关。
根据电势能的定义,可以得到电场力对电势能的改变量等于对电荷做功的大小。因此,电场力所做的功等于电势能的负增量(电场力方向与电势能降低的方向相反)。
简单来说,当电荷从一个点移动到另一个点时,电场力所做的功等于电势能的负增量。
1.电场力做功和电势能的关系公式
电势能和电场力的关系可以用以下公式表示:
其中,ΔU表示电势能的负增量,W表示电场力所做的功。
2.电场力做功和电势差的关系
电势差是指两点间单位正电荷由于电场力做功在这两点间移动所具有的能量变化。
根据电势能的定义,可以得到电势差等于从一个点到另一个点时电势能的负增量。
因此,电场力对电势差所做的功等于电荷在电势差下获得的能量。即:
3.电场力做功和电势差的关系公式
将电势差的公式代入电场力和电势能的关系公式中,可以得到电场力对电势差所做的功:
这个公式可以用来计算电荷在电势差下获得的能量,也可用于分析电路中各个元件间的能量转换。
阅读全文