高中物理：静电学中正负号的含义与处理方法

一、静电学中正负号的含义

1、库仑力（电场力）和电场强度是矢量，它们的正负号表示其方向与规定的正方向是相同（ ）还是相反。

2、电场力做的功是标量，它的正、负号表示电场力与位移的方向是相同还是相反，其绝对值表示功的多少。

3、电荷量是标量，它的正负号表示电荷的电性（“ ”表示正电荷，“－”表示负电荷），电荷量的大小是电荷量的绝对值。

4、电势也是标量，它的正负号表示大小，负电势总比正电势低。

可见，静电学中的正负号在许多情况下都不表示大小（高低），而具有其他特定意义。

二、静电学中正负号的处理方法

1、在处理库仑力（电场力）和电场强度的合成时，常要用矢量运算法则，用正交分解法分解后，规定一个正方向，将矢量运算转化为同一直线上的代数运算，借用正负号表示矢量的方向性。但须注意，不要将表示电荷电性的正负号代入，而造成错误。

例1、三个点电荷在真空中排成一正三角形，两两相距r，它们的电荷量分别是，若，试求该正三角形几何中心处的电场强度。

解析：三个点电荷在O处都产生电场，所求应是三个点电荷在O处的场强的合场强，由题意易知A点电荷在O处的场强，方向是从A指向O。

同理，，方向是从O指向B，，方向是从C指向O。

因，故，从而可将沿的方向与垂直的方向正交分解，并取OB方向为正方向，则易得所求场强的大小为

方向是从O指向B。

2、求电场力做功或电势差时，可不带符号也可带符号。

例2、电场中A点电势点电势，一电荷量为的电荷，由A点移至B点。

（1）A、B两点间的电势差为多少？

（2）移动过程中，电势能改变了多少？是增加还是减少？

（3）电场力做了多少功？是正功还是负功？

解法一：不带符号的解法

（1）因，故

（2）电热能的改变

负电荷从低电势点A移至高电势点B，电势能减少。

（3）电场力做功

负电荷从低电势点A移至高电势点B，电场力做正功。

解法二：带符号的解法

（1）

（而）

（2）

（“－”表示减少）即电势能减少了。

（3），即电场力做正功。

首选带符号法，因为该法通过将各量的符号代入算式计算，就可直接得待求量（带符号），而不需再由有关物理关系去判定是增是减，是正功是负功等。