在电场中,负电荷受到的电场力方向与电场线的方向相反。当负电荷在电场力作用下离开电场时,其位移方向与电场力方向相同。根据功的定义,功是力与物体在力的方向上位移的乘积。
公式表示为:
[ W = F cdot s cdot cos(theta) ]
其中:
( W ) 是功,
( F ) 是力,
( s ) 是位移,
( theta ) 是力与位移之间的夹角。
由于电场力 ( F ) 和位移 ( s ) 的方向相同,所以 ( theta = 0circ ),此时 ( cos(theta) = 1 )。因此,功的计算公式简化为:
[ W = F cdot s ]
对于负电荷,电场力 ( F ) 是指向电场外的,而负电荷离开电场,其位移 ( s ) 也是指向电场外的,因此 ( F cdot s ) 是正值。但由于负电荷的电荷量为负,所以整个功 ( W ) 是负值。
所以,负电荷离开电场时做的是负功,这是因为电荷的符号和电场力的方向相反导致的。这表明电场力对负电荷做功的效果是将其势能转化为动能,但由于电荷是负的,所以功的符号是负的。