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📜  点电荷产生的电势

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:57:38.039000             🧑  作者: Mango

点电荷产生的电势

电力几乎负责人体内的所有化学反应。当原子和它们的电荷碰撞在一起时，就会发生这些化学反应。在这个过程中，一些分子形成，一些改变了它们的形状。当带电体受到电场的影响时，它们会受到电力的影响。这些力取决于电场的方向和放置在该电场中的电荷。当电荷在电场中移动时，这些力确实对电荷起作用，并以静电势能的形式存储。让我们详细看一下静电势和静电势能的概念。

电势能

电势能是使电荷逆着电场移动所需的能量。当电荷保持在电场中时，它会受到力。因此，为了抵抗力，我们需要做功，而功以电势能的形式存储在电荷中。在下图中，有一个带负电荷的巨大板，上面粘着一些正电荷。

在图中，当正电荷与带负电荷的板分离时，它们会受到力。因此，要将这些指控与这些地方分开，需要针对作用于它们的力量进行工作。在这个过程中，势能储存在其中。当这些电荷被释放时，它们开始向带负电荷的板运行。因此，在这种情况下，存储在这些电荷中的势能转化为动能。

对于上图中给出的电荷 q 和 Q 的双电荷系统，从 A 到 B 的电荷 q 的电势能变化由下式给出：

W_{AB}=\frac{Qq}{4 \pi \epsilon}(\frac{1}{r_B} - \frac{1}{r_A})

电位

电势定义为两地之间每单位电荷的势能之差。为了检查在电场影响下两个位置之间的电势差，询问如果该电荷从该位置移动到另一个位置，单位正电荷的势能将改变多少。用 V 表示，

V = \frac{\text{P.E}}{q}

与上一节中描述的情况类似。正电荷靠近极板，电荷离极板越远，对电荷所做的功越多。因此，在这种情况下，我们说带负电的板附近的电势很低，而随着距离的增加，电势会增加。现在让我们以正式的方式了解点收费的潜力。

点电荷产生的电势

考虑如下图所示的点电荷。请注意，在图中，有一些同心圆。这些同心圆代表等电位轮廓。这意味着，在单个轮廓中的所有点。潜力是一样的。目标是计算两点 A 和 B 之间的点电荷引起的电势。

电位差也称为电压，以伏特为单位进行测量。

电压AB = 电位差AB = \frac{U_B}{q} - \frac{U_A}{q}

到目前为止，潜力被定义为差异；需要一个绝对潜力的公式。将修改上述公式以得出这个新定义。在无穷大时，假定电场和电势为零。现在，每个点的势将相对于无穷大进行计算，并给出势的绝对值。

现在，r B = \infty和 r A

电压AB = \frac{U_B}{q} - \frac{U_A}{q}

= \frac{1}{4\pi \epsilon }\frac{q}{r_A} - \frac{1}{4\pi \epsilon }\frac{q}{r_B}

现在，r B = \infty

= \frac{1}{4\pi \epsilon }\frac{q}{r_A} - \frac{1}{4\pi \epsilon }\frac{q}{\infty}

= \frac{1}{4\pi \epsilon }\frac{q}{r_A}

电势叠加

对于点电荷系统，一个点的总电势由该点单个电荷的电势的代数和给出。例如，在包含电荷 Q 1、 Q 2的系统中， 和 Q 3与一点的距离为 r 1 、r 2和 r 3 。然后，此时的电位将由以下等式给出，

V = \frac{1}{4\pi \epsilon }(\frac{Q_1}{r_1} + \frac{Q_2}{r_2} + \frac{Q_3}{r_3} )

示例问题

问题 1：求 1 m 距离处由于 2pC 的电荷而产生的电势。

回答：

问题 2：求 0.5 m 距离处由于 10pC 的电荷而产生的电势。

回答：

问题3：求10pC和-10pC电荷在0.5m距离处的势能。

回答：

问题 4：求 10pC 和 -2pC 电荷在 2 m 距离处的势能。

回答：

问题5：如图所示，在矩形的对角处保留两个电荷。在他们之间的角落找到潜力。

回答：