※ 引述《FireWolfGO (不要想 就是一直走)》之铭言： : 大家好 我被连续COMBO了 : 想请问一下 : 电位 电位能 跟电场得差别是?? : 如果转换成类似重力来看的话相对代表意义是什麽?? : 希望可以有一个范例提一次讲到三个观念 : 这样应该比较好厘清 : 会公式可是不知道使用时机好糟糕 一直挥刀却砍不到敌人 囧 1.场 Field (A)你可以把场想为 "超距力" 作用的 "范围" 即: 重力场 = 重力作用的范围 电力场 = 电力作用的范围 (B)如果知道一个场的大小 可以快速算出物体所受的超距力作用大小m (I)重力场的定义为: 单位质量所受的重力 即: g=F/m (此时F是重力 单位质量所受的重力即重力场) 所以如果我知道一个地方的重力场是g=10m/s^2 我就能知道一个五公斤的物体 所受的力是50N (II)电力场的定义为: 单位电荷所受的电力 即: E=F/q (此时F是电力 单位电荷所受的电力即电场) 所以如果我知道一个地方的电力场是E=10 N/Coul 我就能知道一个 5coul 的电荷所受的电力是50N 2.电位能 (A)电力属於保守力 (I)保守力可以将其他形式的能量储存为位能 同样的 也可以将位能转换为其他形式的能量 即: 铅直上抛一物 过程中只有重力作用 在物体向上的过程中 物体的动能下降 但是重力位能上升 所以重力将物体的动能转换成 重力位能的形式储存起来 在物体向下的过程中 物体的动能上升 但是重力位能下降 即重力位能转换为物体的动能 整个过程即为力学能守衡 在一个均匀的平行板电场中 释放一带电粒子 那整个过程里 粒子的速度上升 即动能上升 但是电位能下降 即电荷将电位能转换为动能 这也是力学能守衡 (II)力学能守衡在只有保守力作功下的情况可成立 所以有非保守力 但是非保守力不作功的情况下 力学能守衡! --->并不是有非保守力就不守衡!! (III)电位能的公式里电荷的正负必须要考虑 一个正电荷和负电荷之间构筑成的位能 为负值!!--->引力场的位能为负!! 因为我们将无穷远处(没有位能处)定义为0 所以当一个正电荷和一个负电荷之间有位能 应当为负值 如果上述说法太抽象 可以从定义下去想像 电位能定义为: 将一个电荷从无穷远处等速移至另一电荷旁 所需给予的能量 如果将一个负电荷移动到一个正电荷旁边 所给予的功一定为负值! 因为负电荷会自动被正电荷吸引过去 所以不用作功也可以驱使负电荷移动到正电荷旁边 正电荷和正电荷之间的位能 也可以用同样的方式去想像 就可以知道为什麽位能公式要把电荷的正负带入了!! 而电力的公式里 电荷的正负号不用考虑 乃因为电力为等大反向(内力) 所以正负号带入 对於方向的判定上 并没有实质意义 3.电位 (A)电位的重点在於比较的概念上 我们没办法告诉你一个地方的电位是多少 但是却可以知道两处的电位相差多少 何处是高电位 何处是低电位 (B) 正电由高电位走向低电位 负电则由低电位走向高电位 也就是说在一个平行板的均匀电场里 两电荷的走向是相反的!! 为什麽雷!? 从电位能的公式里(要考虑正负喔) 可以得知 不论正电或者负电 都是 高电位能走向低电位能 这刚好符合了我们既往的直觉感受 只是常常被公式还有正负号给弄得晕头转向 其实不管是正电负电 高电位低电位 物体在自然的情况下 都应从高位能的地方趋向低位能的地方 所以既使正负电的走向不同 但是却满足了物理上的基本原则 那我就用一个例子来试试看: ++++++++++++++++++++++++++++ ____________________________ _____________________________ ------------------------------ 在一个平行板形成的均匀电场里(上板为正 下板为负) 可划出电力线↓ 向下 +++++++++++++++++++++++++ _________________________ ↓ ↓ ↓ _________________________ ------------------------- 电力线的方向为高电位指向低电位 所以负电如果在这均匀电场中释放 会往上走 而正电往下走 但是他们虽然走向不同 却都是从高位能走向低位能!! 希望这样能够帮助你稍微厘清一些不是很懂的地方 ^^ --

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