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電勢決定式的推導過程

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電勢決定式的推導過程

1電勢能公式

電勢能:EA=qφA {EA:帶電體在A點的電勢能(J),q:電量(C),φA:A點的電勢(V)}

E=kq1q2/r^2庫侖力的公式是F=kQq/r^2

那麼在庫侖力的作用下,當電荷移動一個微小的距離dr時所做的微功dW=Fdr,假設現在電荷Q固定,那麼當q從與Q的距離爲R1的地方運動到R2的地方(R1<R2)時,根據定積分W=∫dW=∫Fdr=∫(kQq/r^2)dr=kQq∫(dr/r^2)= -kQq∫d(1/r)

分區間爲R1到R2因此有W=-kQq(1/R2 - 1/R1) = kQq/R1 - kQq/R2

如果Q和q同號,顯然,電場力做正功,可以去分析而 kQq/R1 和 kQq/R2 這兩個參數反應的就是電荷q在Q的電場內所具有的電勢能,反過來也可以說是Q在q的電場內具有的電勢能

2電勢能公式怎樣推導

取無窮遠爲零勢面,根據電勢的定義,電勢的大小等於把單位正電荷移至無窮遠(零勢面)時電場力做的功,單位正電荷受到的電場力F=qE=KQ/r^2

從r處移至無窮遠時電場力做的功的大小即爲電勢

V=∫r→∞ KQ/r^2 dr=KQ/r-KQ/∞=KQ/r

電勢能可以根據電場力做功來求,物體電勢能變大,是電場力做負功的過程,做功的數量與電勢能改變的數量在絕對值上是相等的。反之,電場力做正功,電勢能就對應減小。