From e2309b1ddac4dbf662cb4846a8fff07f2729190f Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: hanyixuanten Date: Wed, 2 Jul 2025 19:47:18 +0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?=E7=95=A5=E5=BE=AE=E8=A1=A5=E5=85=851.5?= =?UTF-8?q?=E5=86=85=E5=AE=B9?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- 静电学.md | 24 +++++++++++++++++++++--- 1 file changed, 21 insertions(+), 3 deletions(-) diff --git a/静电学.md b/静电学.md index 6a76cc5..5d8edfb 100644 --- a/静电学.md +++ b/静电学.md @@ -155,16 +155,34 @@ $$ ### 1.5 电势能 -库仑力是一个保守力,点电荷之间的相互作用力所对应的势能为 +因为库仑力是一个保守力[^5],我们可知库仑力做功的多少为电势能的减小量。定义无穷远处为零势能面,假设我们将一个点电荷从无穷远处移到当前所在位置,即可求出点电荷之间的相互作用力所对应的势能为 $$ -W = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{q_1q_2}{r} \tag{4} +W = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \int^\infty_{r_0} \frac{q_1q_2}{r^2} dr = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{q_1q_2}{r_{12}} \tag{4} +$$ + +故可定义点电荷在空间中某处的[电势](#22-电势) + +$$ +\phi = \frac{W}{q_2} = \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{q}{r} $$ 若有多个点电荷组成的系统,则系统的总势能为 $$ -W = \Sigma_{i \lt j} \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{q_iq_j}{} +W = \Sigma_{i \lt j} \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{q_iq_j}{r^2_{i,j}} = \frac{1}{2}\Sigma_{i \neq j} \frac{1}{4\pi\varepsilon_0} \frac{q_iq_j}{r^2_{i,j}} +$$ + +电势是以能量形式存储在电场中的,若空间中的电场强度为 $E$,考虑电场中的一个微小的面元,不难发现它单位面积收到的作用力为 $\frac{\varepsilon_0}{2}(E_2^2-E_1^2)$,再结合虚功原理,可以得到单位体积的电势能(即能量密度)为 + +$$ +u = \frac{\varepsilon_0}{2}E^2 +$$ + +系统的总电势能可以写成 + +$$ +W = \iiint \frac{\varepsilon_0 E^2}{2} dx\ dy\ dz $$ ##