電勢是向量還是標量
標量。
靜電場的標勢稱為電勢,或稱為靜電勢。在電場中,某點電荷的電勢能跟它所帶的電荷量(與正負有關,計算時將電勢能和電荷的正負都帶入即可判斷該點電勢大小及正負)之比,叫做這點的電勢(也可稱電位),通常用φ來表示。
電勢是從能量角度上描述電場的物理量,電場強度則是從力的角度描述電場。
電勢差能在閉合電路中產生電流(當電勢差相當大時,空氣等絕緣體也會變為導體)。電勢也被稱為電位。
電勢(electric potential)(又稱為電位)定義為:處於電場中某個位置的單位電荷所具有的電勢能與它所帶的電荷量之比。
電勢只有大小,沒有方向——是標量,其數值不具有絕對意義,只具有相對意義。
(1)單位正電荷由電場中某點A移到參考點O(即零勢能點,一般取無限遠處或者大地為零勢能點)時電場力做的功與其所帶電量的比值。所以φA=Ep/q。在國際單位制中的單位是伏特(V)。
(2)電場中某點相對參考點O電勢的差,叫該點的電勢。“電場中某點的電勢在數值上等於單位正電荷在那一點所具有的電勢能”。公式:ε=qφ(其中ε為電勢能,q為電荷量,φ為電勢),即φ=ε/q。
某點的電荷所具的電勢能跟它的所帶的電荷量之比是一個常數,它是一個與電荷本身無關的物理量,它與電荷存在與否無關,是由電場本身的性質決定的物理量。
在電場中某點放入電荷,這個電荷就具有電勢能。
電磁場隨時間變化時,可以用標量勢和向量勢來描述。電磁場隨時間變化,電勢的解與靜電情況下,電勢的解是一樣的,標量勢滿足拉普拉斯方程。對向量勢,它滿足波動方程。
電勢只有大小,沒有方向,在應用過程中,經常取標準位置的電勢能為零,標準位置的電勢也為零。正電荷在電勢高的地方擁有的電勢能大,而負電荷在電勢高的地方擁有的電勢能小。電勢能減少,電場力就做正功,電勢能增加,電場力就做負功。
在靜電場中,電場的旋度等於零,將電場寫成一個標量場的梯度的負值。當電磁場隨時間變化時,電場的旋度不再為零,電場再加上向量勢隨時間的變化率,它的旋度等於零。
在電勢能與電勢的知識建構過程中,需要對電場力、電場強度、電勢、電勢能都有準確的理解,這就需要學生對知識和認知能力做一些準備。
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