电势能的概念
在电场中,电荷由于受电场作用而具有能叫电势能。
电势能与电场力所做的功
任何能量,都具有做功的能力,而且转化的能量的大小与所做的功大小相对应。
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。
电势能与重力势能的类比
什么是重力势能?详细的解析请看文章:重力势能
文章中提到,重力势能是物体由于被举高而具有的能量。
这一能量的表现是:物体由高到低运动过程中,其重力势能可以转化为其他能量,或者对其他物体做功。
那么同样,我们的电势能也具有类似的能力。
我们选取O为零势能点,当物体在A点时具有电势能,这意味着:
物体由A到O运动过程中,其电势能可以转化为其他能量,或者对其他物体做功。
请同学们比较上述红色斜体字,来更好理解电势能的概念。
电场力做功
根据功的定义式,以及电场力与电场强度的关系,可知电场力做功可表述为:
WAB=qEd
上述公式中,E为该点的电场强度,d为沿电场线的距离。
电势能可借助电场力做功来求解
电势能可以由电场力做功求得,因为 WAB=qUAB=q(ΦA-ΦB)=qΦA-qΦB=EA(初)– EB(末)=-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