電場(chǎng)力是指電荷在電場(chǎng)中所受到的力。當(dāng)電場(chǎng)力對(duì)移動(dòng)的電荷作用時(shí),會(huì)對(duì)其做功。而電勢(shì)能是電荷在電場(chǎng)中具有的能量,它與電場(chǎng)力和電荷的位置有關(guān)。
根據(jù)電勢(shì)能的定義,可以得到電場(chǎng)力對(duì)電勢(shì)能的改變量等于對(duì)電荷做功的大小。因此,電場(chǎng)力所做的功等于電勢(shì)能的負(fù)增量(電場(chǎng)力方向與電勢(shì)能降低的方向相反)。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),當(dāng)電荷從一個(gè)點(diǎn)移動(dòng)到另一個(gè)點(diǎn)時(shí),電場(chǎng)力所做的功等于電勢(shì)能的負(fù)增量。
1.電場(chǎng)力做功和電勢(shì)能的關(guān)系公式
電勢(shì)能和電場(chǎng)力的關(guān)系可以用以下公式表示:
其中,ΔU表示電勢(shì)能的負(fù)增量,W表示電場(chǎng)力所做的功。
2.電場(chǎng)力做功和電勢(shì)差的關(guān)系
電勢(shì)差是指兩點(diǎn)間單位正電荷由于電場(chǎng)力做功在這兩點(diǎn)間移動(dòng)所具有的能量變化。
根據(jù)電勢(shì)能的定義,可以得到電勢(shì)差等于從一個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能的負(fù)增量。
因此,電場(chǎng)力對(duì)電勢(shì)差所做的功等于電荷在電勢(shì)差下獲得的能量。即:
3.電場(chǎng)力做功和電勢(shì)差的關(guān)系公式
將電勢(shì)差的公式代入電場(chǎng)力和電勢(shì)能的關(guān)系公式中,可以得到電場(chǎng)力對(duì)電勢(shì)差所做的功:
這個(gè)公式可以用來(lái)計(jì)算電荷在電勢(shì)差下獲得的能量,也可用于分析電路中各個(gè)元件間的能量轉(zhuǎn)換。