电场力做功的计算公式是什么

电场力做功的计算公式是什么,第1张

只要有电荷存在,电荷的周围就存在着电场,电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用,这种力就叫做电场力。那么,电场力做功的计算公式是什么呢?下面和我一起来看看吧!

1 什么是电场力

电荷之间的相互作用是通过电场发生的。只要有电荷存在,电荷的周围就存在着电场。电场的基本性质是它对放入其中的电荷有力的作用,这种力就叫做电场力。

电场力是当电荷置于电场中所受到的作用力。或是在电场中为移动自由电荷所施加的作用力。其大小可由库仑定律得出。当有多个电荷同时作用时,其大小及方向遵循矢量运算规则。

电场力方向为正电荷沿电场线的切线方向,负电荷沿电场线的切线方向的反方向。

1 电场力做工公式是什么

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。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。

相关定律、公式:

任何电场中适用的公式:静电力F静=qE。

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)

还有真空中点电荷适用的公式:F=k(Qq/r2) (注:静电力常量k=90×109N·m2/C2)

万有引力公式:F=G(Mm/r2) (注:万有引力常量G=667×10-11N·m2/kg2)

1 怎样判断电场力做功正负

一、用功的定义判断,w=Fscosa,电荷沿着电场力的方向移动,电场力做正功;电荷逆着电场力的方向移动,电场力做负功。

二、电场力做正功,电势能减少,电场力做负功,电势能增加;

三、从能量来判断,若电荷只受电场力作用,动能减少,电场力做负功,电势能增大;动能增大,电场力做正功,电势能减少。

四、正电荷,沿着电场线的方向移动,电场力做正功,逆着电场线的方向,电场力做负功;负电荷跟正电荷相反。

功和能(功是能量转化的量度)的公式:

1功:W=Fscosα(定义式){W:功(J),F:恒力(N),s:位移(m),α:F、s间的夹角}

W=FS;

2重力做功:Wab=mghab

{m:物体的质量,g=98m/s2≈10m/s2,hab:a与b高度差(hab=ha-hb)};

3电场力做功:Wab=qUab

{q:电量(C),Uab:a与b之间电势差(V)即Uab=φa-φb};

4电功:W=UIt(普适式)

{U:电压(V),I:电流(A),t:通电时间(s)};

5功率:P=W/t(定义式)

{P:功率[瓦(W)],W:t时间内所做的功(J),t:做功所用时间(s)};

6汽车牵引力的功率:P=Fv;P平=Fv平

{P:瞬时功率,P平:平均功率};

7汽车以恒定功率启动、以恒定加速度启动、汽车最大行驶速度(vmax=P额/f);

8电功率:P=UI(普适式)

{U:电路电压(V),I:电路电流(A)}

9焦耳定律:Q=I^2Rt

{Q:电热(J),I:电流强度(A),R:电阻值(Ω),t:通电时间(s)};

10纯电阻电路中I=U/R;P=UI=U^2/R=I^2R;Q=W=UIt=U^2t/R=I^2Rt

11动能:Ek=mv^2/2

{Ek:动能(J),m:物体质量(kg),v:物体瞬时速度(m/s)};

12重力势能:EP=mgh

{EP

:重力势能(J),g:重力加速度,h:竖直高度(m)(从零势能面起)};

13电势能:EA=qφA

{EA:带电体在A点的电势能(J),q:电量(C),φA:A点的电势(V)(从零势能面起)};

14动能定理(对物体做正功,物体的动能增加):

W合=mvt^2/2-mv0方/2或W合=ΔEK

{W合:外力对物体做的总功,ΔEK:动能变化ΔEK=(mvt^2/2-mvo^2/2)}

15机械能守恒定律:ΔE=0或EK1+EP1=EK2+EP2也可以是mv1^2/2+mgh1=mv2^2/2+mgh2;

16重力做功与重力势能的变化(重力做功等于物体重力势能增量的负值)WG=-ΔEP。

注:

(1)功率大小表示做功快慢,做功多少表示能量转化多少;

(2)O0≤α<90O

做正功;90O<α≤180O做负功;α=90o不做功(力的方向与位移(速度)方向垂直时该力不做功);

(3)重力(弹力、电场力、分子力)做正功,则重力(弹性、电、分子)势能减少;

(4)重力做功和电场力做功均与路径无关(见23两式);

(5)机械能守恒成立条件:除重力(弹力)外其它力不做功,只是动能和势能之间的转化;

(6)能的其它单位换算:1kWh(度)=36×106J,1eV=160×10-19J;

(7)弹簧弹性势能E=kx2/2,与劲度系数和形变量有关。

公式为:W=Fscosθ。国际单位制中功的单位为焦耳(J)。

相关介绍:

功(work),也称机械功,是物理学中表示力对物体作用的空间的累积的物理量,功是标量,大小等于力与物体在力的方向上通过的距离的乘积,国际单位制单位为焦耳。“功”一词最初是法国数学家贾斯帕-古斯塔夫·科里奥利创造的。

功”字拆开,就是两个字:”工+力”。

在力学中,你可以把做功的过程,理解成力在工作的过程。比如:从能量的角度来看,手机的工作过程,就是将电能转化为其他形式能量的过程。所以,从能量的角度来看,力的工作过程,就是使物体上不同形式的能量发生转化的过程。

功能关系是能量守中最核心的概念。整个能量守恒的内容,就是为了让你明白功能关系。有一句拗口的话,是这样描述功能关系的:“功是能量转化的度量。”通俗一点来讲,就是,在力做功的过程中,功与能量转化间的数量关系是:力所做的功的数量=能量转化的数量。

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