電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系
電場(chǎng)強(qiáng)度的大小表示沿場(chǎng)強(qiáng)方向的電勢(shì)降落的快慢。電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與電場(chǎng)中某點(diǎn)電勢(shì)的大小沒有關(guān)系,但與電勢(shì)差有關(guān)系。電場(chǎng)強(qiáng)弱可由試探電荷所受的力與試探點(diǎn)電荷帶電量的比值確定。
電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系
電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)差的公式分別為E=F/q、U=W/q。從公式看,它們都與電量q有關(guān)。但是,電場(chǎng)強(qiáng)度是電場(chǎng)的力的屬性的表現(xiàn),電場(chǎng)強(qiáng)度的單位是N/c。電勢(shì)差是電場(chǎng)能的表現(xiàn),電勢(shì)差的單位是J/c。電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差都是電場(chǎng)的性質(zhì),電場(chǎng)強(qiáng)度是電場(chǎng)力的性質(zhì)表現(xiàn),電勢(shì)差是電場(chǎng)能的性質(zhì)的表現(xiàn)。
為什么有電勢(shì)差電場(chǎng)強(qiáng)度就不為零
在電場(chǎng)中,兩點(diǎn)間有電勢(shì)差電埸強(qiáng)度就不為零。這是因?yàn)殡妱?shì)是描述電場(chǎng)能的物理量。兩點(diǎn)有電勢(shì)差電荷在這兩點(diǎn)電勢(shì)能就不同,根據(jù)功能原理,把電荷由一點(diǎn)移到另一點(diǎn)電場(chǎng)力就要做功,電荷要受到電場(chǎng)力,這兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度就不為零。所以兩點(diǎn)間有電勢(shì)差電場(chǎng)強(qiáng)度不為零。
電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度生活實(shí)例
電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系是電場(chǎng)強(qiáng)度越大,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降落越快,即單位距離上的電勢(shì)差越大。電勢(shì)差是衡量單位電荷在靜電場(chǎng)中由于電勢(shì)不同所產(chǎn)生的能量差的物理量。
電勢(shì)差的國(guó)際單位制為伏特(V,簡(jiǎn)稱伏),常用的單位還有毫伏(mV)、微伏(μV)、千伏(kV)等。此概念與水位高低所造成的水壓相似。需要指出的是,“電壓”一詞一般只用于電路當(dāng)中,“電勢(shì)差”和“電位差”則普遍應(yīng)用于一切電現(xiàn)象當(dāng)中。
為什么電場(chǎng)強(qiáng)度大電勢(shì)不一定大
因?yàn)殡妱?shì)差是沿電場(chǎng)線方向電場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)路程的積分,再加上電勢(shì)是相對(duì)的(零電勢(shì)點(diǎn)可能任意規(guī)定),所以電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)沒有直接關(guān)系,電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)不一定高。電場(chǎng)強(qiáng)度等于零的地方電勢(shì)不一定等于零。
場(chǎng)強(qiáng)的大小取決于電場(chǎng)線的疏密程度,而電勢(shì)的高低則與在電場(chǎng)線上的位置有關(guān),沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)是逐漸降低的。
為什么電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度乘距離
電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度乘距離。
原因:在電學(xué)中,電場(chǎng)強(qiáng)度是單位正電荷所受到的力的大小,電勢(shì)差是單位電荷從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí)所需克服的電勢(shì)能差。
由于電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)分別代表不同的物理量,所以它們之間不存在直接的關(guān)系。
但是,當(dāng)電場(chǎng)強(qiáng)度為恒定的情況下,移動(dòng)電荷需要克服電場(chǎng)力的作用才能移動(dòng),電場(chǎng)力對(duì)電荷做功所產(chǎn)生的能量差,就是電勢(shì)差。
而克服電場(chǎng)力的距離與電勢(shì)差也有著直接的關(guān)系,兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度在兩點(diǎn)間的距離積分,因此電勢(shì)差等于電場(chǎng)強(qiáng)度乘距離。
電場(chǎng)理論是現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)之一,電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的計(jì)算方法有利于解決電路、電子學(xué)等領(lǐng)域中的各種問題,近年來(lái),電勢(shì)差和電場(chǎng)強(qiáng)度等知識(shí)在能源、環(huán)境保護(hù)和信息技術(shù)等領(lǐng)域的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。