电势能

电势能和电势

在静电学里，电势能是处于电场的电荷分布所具有的势能，与电荷分布在系统内部的组态有关，反映电场和处于其中的电荷共同具有的能量。电势能的单位是焦耳，电势能与电势不同，电势定义为处于电场的电荷所具有的电势能每单位电荷，电势是指电场中任两点间对电荷作功的本领，相当于力学中的重力势，电势的单位是伏特。电势能=电荷量*电势 。

电场力做功与电势能改变的关系

电势能公式与电场，处于电场中的电荷及电势能零点的选择有关，对于点电荷（电量为q）产生的静电场，其电势能与电荷q所处空间位置到点电荷所在位置的距离r有如下关系：We=kQq/r。其中k为常数。

这里注意没有负号，和引力势不同，这是因为引力方向是指向对方的，而当Q，q都是正号时，电场力（库仑力）是相互排斥的。

电荷在电场中某点的电势能的大小等于把电荷从该点移到电势能为零的点，电场力做的功。

1、电势能增减的判定

电场力对电荷做正功，电荷的电势能减少，电场力对电荷做负功，电荷的电势能增加．W= EPA-EPB=-ΔEP。

某一物理过程中其物理量的增加量一定是该物理量的末状态值减去其初状态值，减少量一定是初状态值减去末状态值。

2、零电势能点

在电场中规定的任何电荷在该点电势能为零的点。理论研究中通常取无限远点为零电势能点，实际应用中通常取大地为零电势能点。

①电势能的数值具有相对性。

②零电势能点的选择具有任意性。

③某一电荷在电场中确定两点间的电势能之差与零电势能点的选取无关。

电势能计算公式

点电荷电场中，点电荷的电势能公式：

EA＝qφA ｛EA:带电体在A点的电势能(J)，q:电量(C)，φA:A点的电势(V)｝ E=kq1q2/r^2

电势能的单位是 N*m

动能变化量与电势能变化量:

根据能量守恒定律还可以得到，一般情况下，无外力做功的运动电荷，动能变化量与电势能变化量的关系：

Ekb - Eka = Epa - Epb 

如果是外力使电势能增加，那么其他形式的能转化为电势能，外力做正功，电场力做负功，电势能增加；

如果是电场力使物体运动，那么电势能转化为动能，电场力做正功，物体动能增加，电势能减小；

如果是物体运动使电势能增加，那么动能转化为电势能，物体动能减少，电场力做负功，电势能增加

电势能大小判断

1、电场线法：

正电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小,逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大

负电荷顺着电场线的方向移动时,电势能逐渐增大,逆着电场线的方向移动时,电势能逐渐减小

2、场源电荷判断法：

离场源正电荷越近,试探正电荷的电势能越大,试探负电荷的电势能越小

3、做功判断法：

无论正负电荷，电场力做正功，电荷的电势能就一定减小，电场力做负功，电荷的电势能就一定增加

零势能处可任意选择，但在理论研究中，常取无限远处或大地的电势能为0.

电势能变化规律

取无穷远为电势零：

①正电荷产生的电场中Φ>0,远离场源电荷Φ↓：移动正检验电荷W>0,Ep↓；

移动负检验电荷W<0,Ep↑。

②.负电荷产生的电场中Φ<0,远离场源电荷Φ↑：移动正检验电荷W<0,Ep↑；

移动负检验电荷W>0,Ep↓。

1. 只在电场力作用下：

（1）.电场力做正功，电势能减少，动能增加。即：电能转化为其它形式能（动能）

（2）.电场力做负功，电势能增加，动能减少。即：其它形式能（动能）转化为电能

2. 不只受电场力作用：

（1）电场力做正功，电势能减少，动能如何变化不确定。

（2）电场力做负功，电势能增加，动能如何变化不确定。