导体在电场中发生静电感应的物理过程:
1、外电场对电中性的导体正电荷的作用力方向就是外电场电力线方向,对负电荷的电场力的方向与外电场电力线方向相反;
2、由于导体正电荷非自由电荷,相对导体没有位移,所以外电场对正电荷不做功;
3、由于导体负电荷为自由电荷,相对导体有位移Xe,位移方向与受力F同方向,所以外电场对负电荷做正功FXe;
4、因为“电场力做正功,电荷电势能减小”,所以负电荷在外电场的电势能减少,这也就是外电场做正功付出的能量;
5、谁得到了能量呢?
6、仔细分析负电荷的受力情况,知道感应负电荷还受到感应正电荷的吸引力-F;
7、当外电场力移动负电荷时,要克服这个引力;
8、这个引力阻碍负电荷的移动,与负电荷的位移Xe方向相反,对负电荷做负功-FXe;
9、把感应电荷的电场叫做内电场,那么负电荷受到内电场力做的负功,负电荷的电势能增大-FXe;
10 、6789回答5的问题,外电场做正功电势能减小,是内电场做负功电势能增大的原因,能量守恒;
11、这个结论是否正确,你只要看看外电场电力线的方向恰好与内电场的电力线方向相反就知道;
12、负电荷逆着电力线方向移动,电势能减小,顺着电力线方向移动,电势能增大;
13、所以静电感应过程,自由负电荷逆着外电场电力线方向移动,电势能减小,顺着内电场电力线运动,电势能增大,外电场的能量减小转化为内电场的能量增加,能量是守恒的,没有能量的创生;
14、静电感应过程中,正电荷没有移动,所受力做功为零,电势能不变;
15、静电感应过程中,自由负电荷移动,逆着外电场电力线方向移动电势能减小,顺着内电场的电力线方向移动电势能增大;
16、就是说,静电感应时负电荷移动过程中,就是外电场做正功、内电场做负功,外电场付出电能、内电场得到电能的转化过程,没有能量创生;
17、静电感应过程,自由负电荷的电势能在外电场减少多少,在内电场就增加多少,负电荷的电势能不变;
18、所以静电感应过程中,感应正、负电荷的电势能都没有变,电量大小相等,所处位置的合电场的电势处处相等;
19、所以静电平衡的导体,是一个等势体;
本文关键字:平衡 用电常识,电工技术 - 用电常识