1. 兩物體質(zhì)量分別為M及m,距離為R,則兩物體之間的位能為,意思是指把物體從無窮遠(yuǎn)處移到距離R的位置外力需作多少功(萬有引力時外力作的是負(fù)功)。
2. 于是我們把電位能定義如下:
a. 電位能與重力位能相同的是把無窮遠(yuǎn)處視為位能為零,且都與距離成反比;更重要的是,位能是兩物體或兩帶電體所共同擁有的,
d.系統(tǒng)的電位能是可以累加的(因?yàn)槲荒苁羌兞浚?/div>
電位:
在電位能的式子中,如果我們將q視為單位正電荷(+1庫侖),則所做的功就變成了,這和前面討論電場時的方法一樣,
也就是說不論該處是否有電荷存在,都分布了一個純量的物理量,這個物理量我們把它稱之為電位,
在重力場中也有一個相對應(yīng)的物理量就是位置(可用水位來想像)
單位為:J/C=V(伏特)
若在圓心處放置一個電荷Q,則由電位的公式可知:SA為一個等位面,
電位為,SB也是等位面,電位為;在SA上的任一點(diǎn)P與SB上的任一點(diǎn)P'
之間存在著電位差,這個電位差我們給它一個專有名詞稱為電壓(就像水位差會產(chǎn)生水壓一樣)。
a. 電位與電位能一樣都是純量,可以直接加減,不需考慮方向。
b. 上圖中P點(diǎn)與P’點(diǎn)并每沒有說明特定位置,可以是球面上的任意點(diǎn),
所以在這里所說的電壓其實(shí)是指兩個等位面間的電壓,若有電荷從P點(diǎn)移動到P’點(diǎn),
則會有電位能差;不必去考慮移動的過程與路徑,這和重力敘述時相同,所以電力也是一種保守力。
c. 任兩點(diǎn)之間若存在電壓,則電荷放置其間一定會移動,代表兩電之間也存在電場,
所以導(dǎo)體內(nèi)部電場為零,代表的意義是導(dǎo)體內(nèi)部不存在電壓,也就是說導(dǎo)體內(nèi)部應(yīng)該是等電位的;以下以圖形來解釋球形導(dǎo)體內(nèi)部的電場與電位:
請注意最大的不同在于電荷有正負(fù)之分,