靜電學【觀念】電位能 （選修物理Ⅳ）

[@vitodu3948]

老師你好，以下想請問一下老師: 就電場來看，以下是我的理解，不知觀念是否正確 1. 位能為負時:是指外力抵抗電力造成的電荷吸引力而所做的功 (異性電荷相吸時維持在該位置上而所需做功) 2. 位能為正時:是指外力抵抗電力造成的電荷相斥力而所做的功 (同性電荷相斥時維持在該位置上而所需做功) 另外，以下是我的疑問 位能不論正負都是為了"抵抗電力"而所需做的功，正負號是為了分辨抵抗的力是"相斥"或是"相吸" 而分正負號，還是有其他物理意義呢? 還是說電位能的定義是以"正電荷"的角度來定義的? (因為電位是單位正電荷所具有的電位能，所以電位能是以正電荷所具有的電位能來定義的嗎?) 所以才會差一個負號嗎? 感謝~

[@phywu]

去推論位能是正或負有很大的問題，就是「位能是相對值」 因此你說正負號是為了分辨抵抗斥力或引力就有問題了，要看開始施力的起點在哪裡(或我們說的零位點在哪裡) 當然，若以本影片來說，我們統一取無窮遠為起點(且設定為零位點) 那麼你最後下的注解：「正負號"可以"用來分辨是斥力場or引力場」就可以使用 而你最後問的問題，我的回答如下 位能的本質是「將來這個物體移動回去零位面時，這個保守力能做多少功」 你可以去看我今年錄的保守力以及位能的幾個影片(順著播放清單看下去即可) kzbin.info/www/bejne/eaCto3hmhs6UZqM 保守力與位能的關係這個問題如果不只是要背公式來使用而是想要真正搞懂的話，網路上是不容易討論的，我會建議你在學校跟老師討論，提出你的想法，你的老師應該會挑出你的觀念瑕疵，然後你就能更了解這個問題了

[@vitodu3948]

@@phywu瞭解了 感謝老師

[@無-n8g]

老師不好意思想請教一下 若兩電荷正負相異 從無窮遠往內移 外力作功儲存成電位能，然候因為外力方向跟位移方向相反所以作負功，那假若是從內往無窮遠時，外力作正功，此時的電位能還會是負只是絕對值量值變小，所以說往外移電位能越大這樣是對的嗎…？謝謝老師 麻煩你了🙏

[@phywu]

完全正確

[@無-n8g]

@@phywu 好的！謝謝老師🙏

[@setokousuke6548]

感謝~ 影片講的好清楚 一直以來對位能的理解都模糊不清

[@sean-ui8ub]

請問老師...為啥都要定義一開始是無窮遠?是代表一開始2物體彼此沒有受力嗎? 那假設一開始科學家都假設2物體是距離100公尺來定義計算位能的話..那計算起來會出現啥問題? 還有想請問kqQ/d

[@phywu]

如果不是定義無窮遠為零的結果就是 「每次要算兩者間的位能都要做一次積分，很麻煩」 所以聰明的科學家看到如果無窮遠為零時位能會有一個直接背誦的公式-GMm/r

[@A15639]

老師請問, 用從無窮遠把物理等速拉回來, 這個方式去定義位能, 是不是考慮這個過程中雖然物體有在動, 但是因為很緩慢, 所以動能為0, 因為按照 W非保守力 =delta U 這個式子可以用 W保守力= -delta U 帶入 會變功能定理,也就是W保守力+W非保守力=0=W合力=delta Ek 這個算式的動能是0, 請問老師這樣推論是對的嗎~?

[@phywu]

是的，我們會預計極緩慢的移動 可能要看我的引力位能通事的影片會比較詳細的說明

[@A15639]

好，謝謝老師～～

[@廖崇為]

老師，想請問，「電路中電流由高電位處流至低電位處，所作之功是為正功，亦即消 耗能量」，這句話說法正確嗎?

[@phywu]

這個「所作之功」要定義好 電場對電子作正功，但是電子的飄移速率沒有改變，因此動能沒有增加，所以能量轉為對外轉換為熱能光能力學能等

[@廖崇為]

所以這個說法是不是改成電子流比較適合而不是電流。 通常在電路學上會把電流想成是正電荷 的流動。

[@phywu]

@@廖崇為 現場教學我都用正電荷流動來討論沒錯

[@女王滿級]

老師我想請問，為什麼您說電未能是外力抵抗電力所作的功，可是教義和網路上都說電位能是電力做功？

[@phywu]

之前回覆好像沒有成功送出，再回一次。 位能的真實定義確實如你所說。 我算是偷吃步的去討論、去計算位能的形式，延續一開始的重力位能就這樣了。 我記得我應該只有在高二第一次教近地位能時才有比較嚴謹的介紹保守力作功跟位能的關係。 但是對非理學院特質的學生來說，比較接受國中開始認知的外力抵抗重力作工存成位能😅

[@yhsijunnn]

想請問一下 那在計算什麼的時候 負號不用帶進去呢？

[@phywu]

計算電「力」的時候不用帶正負號，因為我們會依電荷的正、負來先預判相吸或相斥 因此要計算這個電力的量值時就不必帶正負號來干擾自己了。 但是影片所提到的電位「能」因為計算定義時涉及作功，而這個作功會與電力的方向有關，因此計算能量時記得要帶入正負號

[@UT___]

老師您在球體半徑r內的力圖應改為斜直線才對

[@phywu]

+undertaker122u 你是指實心球內部的引力對吧， 不過這邊是討論兩個「質點」及「點電荷」喔。

[@李璋武]

老師請問有沒有證明電力是保守力的影片,謝謝

[@phywu]

沒有欸，電力跟重力的形式相同，所以可以用相同方式思考就行了

[@1i1Yeh]

老師，積分面積 作功那邊我不會。可不可以直接想成 W=F×S 所以U=KQq/r^2 × r 請問為什麼要用積分面積，直接從定義看不行嗎？

[@phywu]

從遠端到近端的力量KQq/r^2沒問題 但r處物體受力的位移並不是移動r 只有在r處移動一點點而已(如果移動r就等於完全移回Q了) 還是得用積分來計算 不過在課綱的精神中只要學生了解概念然後把公式背下來而已 積分要等數學教了之後你才會有感覺

[@1i1Yeh]

@@phywu 謝謝老師

[@NnyaYun]

可以用積分演算一次 自己推過一遍公式就忘不掉了

[@jkdd8484]

老師 我之前記的方法是把無窮遠處定為重力位能0，物體之間越來越遠位能越靠近零，所以位能越來越大（公式是負的）。 但為什麼影片中重力位能越靠近儲存的位能越大？ 兩個觀念有點搞混，不知道要怎麼用之前的觀念詮釋

[@phywu]

因為當初是互相吸引的「引力場位能」所以是負的 而我此處的例子是同性電的「斥力場位能」因此是正的

[@雙擊加關注]

你講的越來越大在影片中是重力，重力位能還是跟你之前背得一樣

[@sorrywww123]

外力跟電力的箭頭是不是畫相反了@@？

[@phywu]

兩個都是正電，斥力喔

[@sorrywww123]

👍

[@sorrywww123]

👍

[@jerrychan4052]

高幾的？

[@phywu]

高三