【同步學習】

靜電場，電勢能，電勢，電場力的功

電荷在電場中也具有勢能，這種勢能叫做電勢能。當在電場中移動電荷時，電場力會做功，電荷的電勢能也會發生變化。

怎麼分析電荷的電勢能變化呢？

方法1. 看“電勢”

根據電勢能Ep＝qφ可知，正電荷在電勢越高的地方電勢能越大，負電荷在電勢越高的地方電勢能越小。隻要确定了電勢的高低，就可以分析電勢能的變化，常見思路如下：

【示例】兩個負的點電荷分别位于A、B兩處，所帶電荷量大小不同，電荷産生的電場在平面内的電勢分布如圖所示，圖中實線表示等勢線。

（1）正的試探電荷在c點電勢能大，還是在d點電勢能大？

（2）負的試探電荷在a點電勢能大，還是在c點電勢能大？

（3）正的試探電荷從e點沿圖中虛線移到f點的過程中，電勢能怎樣變化？

【分析】因為場源電荷A、B都是負電荷，所以越靠近場源的等勢面電勢越低。

（1）因為φc＜φd，且試探電荷帶正電，所以根據Ep＝qφ可知，試探電荷的電勢能EPc＜EPd；

（2）因為φa＜φc，且試探電荷帶負電，所以根據Ep＝qφ可知，試探電荷的電勢能EPa＞EPc；

（3）正的試探電荷從e點沿圖中虛線移到f點的過程中，所經各點的電勢先減小後增加，所以根據Ep＝qφ可知，試探電荷的電勢能先減小後增加。

方法2. 看“電場力的功”

電場力做功與電勢能變化之間的關系為：WAB＝EpA－EpB，即電場力做多少正功，電勢能就減少多少；電場力做多少負功，電勢能就增加多少。隻要确定了電場力的功，就可以分析電勢能的變化，常見思路如下：

下面從“電場力的功”的角度，分析一下【示例】中的幾個問題。

【分析】（1）假設将正的試探電荷由c點移至d點——遠離場源，由于場源電荷A、B都是負電荷，所以試探電荷受到的靜電引力做負功，試探電荷的電勢能增加，即EPc＜EPd；

（2）假設将負的試探電荷由a點移至c點——遠離場源，則試探電荷受到的靜電斥力做正功，所以試探電荷的電勢能減小，即EPa＞EPc；

（3）正的試探電荷從e點沿圖中虛線移到f點的過程中——先靠近後遠離場源，試探電荷受到的靜電力先做正功，後做負功，所以試探電荷的電勢能先減小後增加。

直接從試探電荷的受力、位移和兩者的方向夾角，也可以确定問題（3）中電場力的做功情況，從而判斷試探電荷的電勢能變化，如下圖所示。

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怎樣判斷電場中兩點電勢的高低？

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