如果电荷沿不同路径移动时静电力做的功不一样,还能建立电势能的概念吗

如题所述

肯定不能
势就是位置,其概念针对势(位)函数而言的,势函数就是在一个场中,两点间的坐标曲线积分与路径无关,只和起始点坐标有关。这种场就是保守场,保守场才有势函数。

保守场如静电场(非感应电场)、引力场、重力场等。

磁场不是保守场,所以就没有磁势能的概念。

如果讲得专业一点,就是旋度为0的场就是保守场,从而才有势函数。这个场就是这个势函数的梯度。

我直接在这儿补充了。
一般表示一个点的位置,我们引入坐标,常见的是直角坐标系,也有极坐标系等等,总之,通过几个参数就表示了一个点的位置。
所谓场,就是和【位置】有关的函数,一般是以向量场来表示。
向量场就是和【位置】有关的【向量】函数。
比如,一般比较简单的向量A=(P,Q,R)
P,Q,R是关于位置坐标x、y、z的函数,从而向量A就是一个关于坐标的向量函数。
比如引力场F=-GMm/r^2,就是一个关于r的函数(方向默认指向引力中心)
重力场,G=mg,g默认向下(你把G和g当矢量理解更好一些),关于任何位置都一样,类似和常数函数一个道理。

所谓势函数就是某个【标量】【只与位置坐标有关】的函数,这是与向量场的区别。势就是位置的意思。
特殊情况下的场,在数学上可以找到一个势函数来表示这个场的特性,也就是所谓势场,用不着向量去表示,因为向量比标量研究起来更麻烦一些。(简单讲,向量场不一定有势函数)

比如引力势能Ep=-GMm/r(r为到引力中心的距离,取无穷远处为0势能面)
它之和距离r有关,换言之r就是位置坐标,虽然只是一个决定变量。
重力势能Ep=mgh,h就是位置坐标,也只有位置坐标,没有其他决定量。
所谓引力势能、重力势能,用他们同样可以反映引力场、重力场的性质。

同理,电场也是基于电场力定义的。电场力和引力在数学表达式上有共同点。
电势能和引力势能也一定有共同点。
如果电荷在不同路径下做功不同,就没有这个势函数,也就是说无法只用位置坐标就表示出该处的电势能。
假如与路径有关,那么这个势能就和此电荷其他的物理量,比如物体的速度、时间等有关了,就不单和坐标有关,这种问题一般要复杂一些。
比如磁场,从来没见过用某标量来直接表示磁场的。

对于电场,一切静电场是绝对保守的,因为单个电荷产生的静电场类似引力场,一切静电场都是有无数点电荷叠加产生的,因而肯定有势能这一说法。
但对于电磁感应中产生的感应电场就不一定了。在电磁感应产生的感应电场中,一般没有电势能这一说法,除非能满足前面说到的旋度为0(保守的,有势函数)的情况,你学过向量场的三度就搞明白这里面是怎么回事了,说白了就是一个数学游戏而已。
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第1个回答  2014-01-16
不能,电场力是一种保守力,做功与路径无关势能这个概念本身就要求这个力是保守力所以如果做功不同的话,就不鞥用势能这个概念本回答被提问者采纳
第2个回答  2014-01-16
不能。
和重力场一样,重力做功和路径无关,物体在某一高度处时才具有重力势能,
电场力做功和路径无关,电荷在电场中某处时才会具有确定的能量,我们把电荷在电场中的这个确定的能量叫做电势能。
否则和摩擦力一样,不可能有什么摩擦势能。

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第3个回答  2014-01-16
只要是在静电场里面就可以建立电势能的概念~

静电力做的功不一样,只要知道电荷量,就可以算电势差。
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