在正点电荷电场中,任一点正电荷电势能比负电荷电势能都大吗

2025-03-18 07:59:42
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回答1:

这句话是不对的。

首先,若我们要知道电势能的大小,我们得先规定一个零电势能的位置。由于势能的零点依照解题的方便是可以任意选定的,那么我们现在先把势能的零点与产生电场的正点电荷重合。
我们知道,沿着电场线,电场力会对正电荷做正功,故正电荷的电势能沿电场线而逐渐降低;与此相反,负电荷沿着电场线,电势能会逐渐上升。
由于势能的零点选在与产生电场的正点电荷重合的位置,而正点电荷在空间中所激发的电场(线)是由自身指向无穷远的。故,我们以电势能的零位置处为正负试探电荷的出发点,然后我们沿着电场线往外走。此时,只要离开了场源电荷的位置,正电荷的电势能就降低了,而负电荷的电势能就上升了。
由上面这种情况,我们就可以知道,问题中给出的这种说法是不正确的。

其次,如果我们把电势能的零点选取在无穷远的位置。那么,仍然以零势能位置处作为正负试探电荷的出发点,让试探电荷逐渐靠近正的场源电荷。此时,是逆着电场线前进的,也就是说正电荷的电势能会上升,负电荷的电势能回下降。那么,在零位置选取的这种情况下任一点正电荷电势能都比负电荷电势能大。

刚刚所说的两种情况都是特例。如果我们将电势能的零点选取在介于场源电荷以及无穷远之间。那么,如上分析,在零势能位置开始,靠近场源电荷处,正电荷的电势能大于负电荷的;在远离场源电荷到无穷远处,正电荷的电势能都小于负电荷的。

如上分析,只有在电势能零位置选取在无穷远时,问题中“正电荷的电势能都大于负电荷的”才是对的,其余情况下都是不对的。

最后,对于电势能,零点是可以任意选取的,这样不是会导致在同一位置处的同一物体带上不同的电势能吗?为什么可以这样?
因为啊,电势能的大小其实是无关紧要的,包括重力势能,弹性势能其实也都是如此。在能量的转换与转移(能量守恒)中,我们真正关心的并不是电势能有多大,而是电势能在整个过程中究竟改变了多少。对!只有电势能的变化量才是真正有意义的!而无论零位置选在哪里,虽然同一位置同一物体的电势能大小变化了,但是零位置的选取并不影响某个过程中电势能变化量的大小。换句话说,电势能的变化量与零位置的选取无关,该是多少,它就一直都会是多少。故,零势能处是可以看方便随心所欲地取的。

回答2:

解答:对。原因如下:静电场中,无穷远处电势能为零。可以这样认为,正电荷和负电荷都是有静电场运动到无穷远处;电场力做正功,电势能减小,电场力做负功电势能增加,当正电荷运动到无穷远处时,电场力做正功,所以正电荷的电势能都大于零,当负电荷运动到无穷远处时,电场力做负功,所以负电荷的电势能都小于零,因此,正电荷的电势能都大于负电荷的电势能。

回答3:

是的。从物理意义上解释,外力做功时电势能增大,电场力做功时电势能减"。正电荷进入正电荷电场时,由于电荷间有斥力,是外力做正功,外力所做的功转变为电势能。而负电荷进入正电荷电场时,由于电荷间有吸力,是电场力做正功,电场力做功要消耗电势能。
从公式上解释,电势能=EQ,当电荷Q为正时电势能为正,当Q为负时电势能也为负。

回答4:

  是的。
  在这种情形中,我们一般规定无穷远处的电势为零,那么正电荷的电场中各点电势ψ都为正值。放在其电场中的电荷q的电势能
  E=qψ
  那么,如果q>0,E>0;q<0,E<0。而电势能的正负是用来表示大小的,正值总是大于负值。

回答5:

点电荷的电势能大小的公式为We=kQq/r(k为常数,Q为点电荷的电荷量,q为置于点电荷电场中的电荷量,r为Q与q的距离)
也就是说在正点电荷电场中的任意一点,只要正负电荷的电荷量相等,那么两者的电势能大小相等