La intensidad del campo y la energía potencial eléctrica son preguntas reales del examen de ingreso a la universidad.
No hace falta decir que la intensidad del campo. Potencial eléctrico: Cantidad física que describe la energía potencial de un campo eléctrico (cargado) y también describe la capacidad de un campo eléctrico (cargado) para realizar trabajo. El potencial eléctrico en un punto del campo eléctrico es igual a la relación entre la energía potencial eléctrica y la carga; también es igual a la relación entre el trabajo realizado por la fuerza del campo eléctrico y la cantidad de carga cuando la carga se mueve; este punto al punto de potencial cero. A partir de esto se puede analizar que el potencial eléctrico en un punto determinado no sólo está relacionado con la intensidad del campo en ese punto, sino también con la selección del punto de energía potencial cero.
La elección del punto de energía potencial cero es arbitraria. Pero normalmente elegimos "infinito". En esta suposición se basan también los llamados "potencial positivo en torno a cargas positivas" y "potencial negativo en torno a cargas negativas". Según la descripción de su problema, el primer problema es obviamente elegir "infinito" como el punto de energía potencial cero.
Después de seleccionar el punto de potencial cero, el potencial en un punto determinado parece estar relacionado únicamente con la intensidad del campo en ese punto. Esto es cierto en un campo eléctrico uniforme, lo cual se puede ver simplemente derivando la fórmula:
φ=?ES? (φ: potencial; e: intensidad de campo; s: “desplazamiento efectivo” desde el “punto de prueba” hasta el “punto de potencial cero”).
En otros casos, sin embargo, no es tan sencillo. De hecho, una vez seleccionado el punto de potencial cero, el potencial de cada punto del campo eléctrico es un valor fijo. De hecho, el potencial de un punto sólo está relacionado con la posición de ese punto, pero no sólo está relacionado con la intensidad de campo de ese punto, sino también con las intensidades de campo de todos los puntos entre ese punto y el punto de energía potencial cero.
Sabemos que el trabajo (incluido el trabajo realizado por la fuerza del campo eléctrico) es el efecto acumulativo de la "fuerza" en el "espacio". El trabajo realizado por la fuerza en un determinado proceso está relacionado con el tamaño de cada uno. fuerza en el proceso. Tiene que ver con la dirección. Para un campo eléctrico uniforme, una fuerza constante en realidad realiza un trabajo, por lo que el trabajo realizado por la fuerza del campo eléctrico sólo está relacionado con el desplazamiento. Pero para un campo eléctrico no uniforme, la intensidad del campo en un cierto punto es cero, lo que no significa que el "trabajo total" realizado por la fuerza del campo eléctrico cuando la carga se mueve desde ese punto hasta el punto de energía potencial cero sea cero. , porque la intensidad del campo en cada punto "en el camino" no necesariamente es cero.
En tu primera pregunta, el punto medio de dos rectas con la misma carga es uno de esos puntos. La intensidad del campo en este punto es cero. Sin embargo, cuando una carga positiva se mueve desde este punto hasta un punto de potencial cero (infinito), por ejemplo, a lo largo de la bisectriz vertical que conecta las dos cargas, se moverá hacia arriba o hacia abajo. En este proceso, el campo eléctrico tiene que hacer trabajo positivo y el potencial eléctrico debe disminuir, por lo que el potencial eléctrico también disminuirá, lo que significa que el potencial eléctrico en este punto es positivo. Se puede ver en el diagrama de superficie equipotencial de este campo eléctrico que el punto de energía potencial cero del campo eléctrico está en el infinito. Este punto es más alto que otros puntos en la línea vertical media y, naturalmente, es más alto que el punto de energía potencial cero. en el infinito.
De lo anterior se puede ver que "en un punto donde la intensidad del campo es cero, el potencial eléctrico puede no ser cero", entonces "en un punto donde el potencial eléctrico es cero, el campo fuerza cero?" La respuesta es no, el ejemplo es tu segunda pregunta. Para dos cantidades iguales de cargas diferentes, la intensidad del campo en cada punto de la línea vertical media que conectan no es cero, pero el potencial eléctrico en cada punto es cero. Por supuesto, la premisa es que el "infinito" es un punto de energía potencial cero. Podemos dibujar las líneas del campo eléctrico y las superficies equipotenciales para este campo eléctrico. Obviamente, esta línea vertical es una superficie equipotencial, las cargas se mueven sobre la misma superficie equipotencial y el campo eléctrico no realiza ningún trabajo (porque "fuerza" y "desplazamiento" son siempre verticales). Por lo tanto, a medida que la carga se mueve a lo largo de esta línea hasta el infinito, el potencial eléctrico permanece igual, es decir, el potencial eléctrico permanece constante, cero.
Pero es obvio que la intensidad del campo en cada punto de esta línea vertical no es cero. Su magnitud disminuye con la distancia desde las dos líneas centrales de carga, y su dirección es perpendicular a la línea vertical central. , apuntando al lado de la carga negativa. Por lo tanto, cuando la carga positiva se mueve hacia el lado de la carga negativa, la fuerza del campo eléctrico debe realizar un trabajo positivo y la energía potencial eléctrica debe disminuir, por lo que el potencial en el lado de la carga negativa es un potencial negativo menor que el potencial cero. Entonces "en un punto donde el potencial es cero, la intensidad del campo puede no ser cero". Por supuesto, esto está relacionado con la selección del punto de energía potencial cero.
Para tu pregunta "Cómo comparar el potencial eléctrico de dos puntos", puedes hacer esto: ¿tomar una carga positiva de? ¿respuesta? ¿Mover el foco a? ¿b? Haga clic para ver el trabajo total realizado por la fuerza del campo eléctrico. Si el trabajo total es positivo, significa que la energía potencial está disminuyendo, por lo que la energía potencial está disminuyendo.
Sí, ¿en serio? ¿respuesta? ¿El potencial puntual es mayor que? ¿b? punto; por el contrario, a? ¿El potencial puntual es menor que? ¿b? punto. Este método funciona para una variedad de campos eléctricos.
En el diagrama de superficie equipotencial del campo eléctrico, también podemos ver el potencial en cada punto: el potencial en cada punto de la superficie equipotencial es el mismo a lo largo de las líneas del campo eléctrico, el potencial eléctrico siempre disminuye;