电场能的性质

  • 特点: 静电力做功与路径无关,只与电荷量和电荷移动过程始、末位置间的电势差有关。
  • 利用功的定义: $W_{AB} = qEd = qEl \cos \alpha$,仅适用于匀强电场。

  • 电势差的关系: ,$W_{AB} = qU_{AB}$,仅适用于任何电场。

  • 与电势能变化关系: $W_{AB} = - \Delta E_{p}$。

  • 动能定理: $W_{电场力} + W_{其他力} = \Delta E_k$

定义: 电荷在电场中具有的势能,称为电势能.

电势能具有相对性,通常把无限远处或大地表面的电势能规定为零

  • 静电力做的功等于电荷电势能的减少量,即$W_{AB} = - \Delta E_{p}$.静电力对电荷做多少正功,电荷电势能就减少多少;电荷克服静电力做多少功,电荷电势能就增加多少.

  • 电势能的大小: 由$W_{AB} = E_{PA} - E_{PB}$可知,若令$E_{PB} = 0$,则$E_{PA} = W_{AB}$,即一个电荷在电场中某点具有的电势能,数值上等于将其从该点移到零势能位置过程中静电力所做的功.

  • 根据静电力做功: 静电力做正功,电势能减少;静电力做负功,电势能增加.

  • 根据$E_p=qφ$: 正电荷在电势越高处电势能越大;负电荷在电势越高处电势能越小.

  • 定义: 电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值$\varphi = \frac{E_p}{q}$

  • 电势是标量,有正、负之分,其正(负)表示该点电势比零电势高(低).

  • 相对性: 电势是个相对的量,某点的电势与零电势点的选取有关(通常取离电场无穷远处或大地的电势为零电势).

  • 沿着电场线的方向,电势越来越低

  • 电场线法: 沿电场线方向电势逐渐降低.

  • 电势差与电势的关系: 根据img,将img的正负号代入,由$U_{AB}$的正负判断img的高低.

  • $Ep$与$φ$的关系: 由$\varphi = \frac{E_p}{q}$知正电荷在电势能大处电势较高,负电荷在电势能大处电势较低.

  • 场源电荷的正负: 取离场源电荷无限远处电势为零,正电荷周围电势为正值,负电荷周围电势为负值;靠近正电荷处电势高,靠近负电荷处电势低.空间中有多个点电荷时,某点的电势可以代数求和。

电荷在电场中由一点$A$移动到另一点$B$时,电场力所做的功$W_{AB}$ 与电荷量$q$的比值$\frac{W_{AB} }{q}$叫做$AB$两点间的电势差.

定义式: $U_{AB} = \frac{W_{AB} }{q}$.

①电势差有正负:$U_{AB} = -U_{BA}$ ,一般常取绝对值,写成$U$

②电势差与电势的关系: $U_{AB} = \varphi_A - \varphi_B$