电势能

静电力做功

        带电粒子在匀强电场(场强为E)中沿着不同路径运动时,在首末为止不变时,静电力(F=qE)做功的大小一定,即静电力做功与路径无关,至于始末位置有关。这一点与重力做功类似。


电势能的概念

        移动电荷时静电力做功,功的大小与路径无关,在电场中电荷由于受电场作用而具有能叫电势能。

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        一点电荷在静电场中某两点的电势能之差等于它以一点移动到另一点时,静电力所作的功。

        WAB=qEd (E为该点的电场强度,d为沿电场线的距离) ,电势能是电荷和电场所共有的,具有统一性。

        电势能反映电场和处于其中的电荷共同具有的能量。

        电势能可以由电场力做功求得,因为 WAB=qUAB=q(ΦAΦB)=qΦA-qΦB=EA()
EB()=-E

        (Φ为电势,q为电荷量,U为电势差,EA(初)EB(末)为两个点的电势能)。


电场力做功跟电势能变化关系

        电荷从A点到B点的过程中:

        如果WAB>0,即电场力做正功,那么△Ep<0,即电荷所具有的电势能减小(电势能转化成其他形式的能);

        如果WAB<0,即电场力做负功,那么△Ep>0,即电荷所具有的电势能增加(其它形式的能转化成电势能)。

        

        顺着电场线,AB移动过程中:

        若为正电荷,则WAB>0,且UAB=ΦAΦB>0,对应的电势减小,电势能减小。

        若为负电荷,则WAB<0,且UAB=ΦAΦB>0,对应的电势减小,电势能增加。

        逆着电场线,BA移动过程中:

        若为正电荷,则WBA<0,则UBA=ΦBΦA<0,对应的电势增加,电势能增加。

        若为负电荷,则WBA>0,则UBA=ΦBΦA<0,对应的电势增加,电势能减小。

        静电力做的功等于电势能的改变量。