2015年環(huán)保工程師基礎(chǔ)知識(shí)：電勢(shì)能

　　定義：電荷在電場中由于受電場作用而具有由位置決定的能叫電勢(shì)能。

　　也可以這樣定義：

　　(1)電荷在電場中具有的能。

　　(2)電荷q由電場中某點(diǎn)A移到參考點(diǎn)O，電場力做的功等于q在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能。

　　公式：Ep=WAO=q?φA.(Ep表示電勢(shì)能)：

　　當(dāng)φA>0時(shí)，q>0,則Ep>0,q<0,則Ep<0;

　　當(dāng)φA<0時(shí)，q>0,則Ep<0,q<0,則Ep>0.

　　靜電場中的勢(shì)能。一點(diǎn)電荷在靜電場中某兩點(diǎn)的電勢(shì)能之差等于它以一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)時(shí)，靜電力所作的功。

　　電勢(shì)能反映電場和處于其中的電荷共同具有的能量。

　　電勢(shì)能可以由電場力做功求得，因?yàn)?W AB=qUAB=q(ΦA(chǔ)- ΦB)=qΦA(chǔ)-qΦB=EA(初) ― Eb(末)= -△E，

　　(EA(初)、EB(末)為兩個(gè)點(diǎn)的電勢(shì)能)。

　　電場力做功跟電勢(shì)能變化關(guān)系：

　　WAB>0,△Ep<0,電場力做正功，電勢(shì)能減小~轉(zhuǎn)化成其他形式的能;

　　WAB<0,△Ep>0,電場力做負(fù)功，電勢(shì)能增加~其它形式的能轉(zhuǎn)化成電勢(shì)能。

　　順著電場線，A→B移動(dòng)，若為正電荷,則WAB>0,則UAB=ΦA(chǔ)-ΦB>0,則Φ↓，則正Ep↓;

　　若為負(fù)電荷，則WAB<0,則UAB=ΦA(chǔ)-ΦB>0,則Φ↓，則負(fù)Ep↑。

　　逆著電場線，B→A移動(dòng)，若為正電荷，則WAB<0,則UAB=ΦA(chǔ)-ΦB<0,則Φ↑，則正Ep↑;

　　若為負(fù)電荷，則WAB>0,則UAB=ΦA(chǔ)-ΦB<0,則Φ↑，則負(fù)Ep↓

　　靜電力做的功等于電勢(shì)能的減少量

　　Wab=Epa-Epb

　　電勢(shì)能公式與電場，處于電場中的電荷及電勢(shì)能零點(diǎn)的選擇有關(guān)，對(duì)于點(diǎn)電荷(電量為q)產(chǎn)生的靜電場，其電勢(shì)能與電荷q所處空間位置到點(diǎn)電荷所在位置的距離r有如下關(guān)系：We=kQq/r。其中k為常數(shù)。

　　這里注意沒有負(fù)號(hào)，和引力勢(shì)不同，這是因?yàn)橐Ψ较蚴侵赶驅(qū)Ψ降?。而?dāng)Q，q都是正號(hào)時(shí)，電場力(庫侖力)是相互排斥的。

　　電勢(shì)能大小的判斷方法: 1場源電荷判斷法――離場源正電荷越近,試探正電荷的電勢(shì)能越大,試探負(fù)電荷的電勢(shì)能越小

　　2電場線法――正電荷順著電場線的方向移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能逐漸減小,逆著電場線的方向移動(dòng)時(shí),電勢(shì)能逐漸增大

　　3做功判斷法――無論正負(fù)電荷,電場力做正功,電荷的電勢(shì)能就一定減小,電場力做負(fù)功,電荷的電勢(shì)能就一定增加

　　零勢(shì)能處可任意選擇,但在理論研究中，常取無限遠(yuǎn)處的電勢(shì)能為0.

　　取無窮遠(yuǎn)為電勢(shì)零：①正電荷產(chǎn)生的電場中Φ>0,遠(yuǎn)離場源電荷Φ↓：移動(dòng)正檢驗(yàn)電荷W>0,Ep↓;

　　移動(dòng)負(fù)檢驗(yàn)電荷W<0,Ep↑。

　?、谪?fù)電荷產(chǎn)生的電場中Φ<0,遠(yuǎn)離場源電荷Φ↑：移動(dòng)正檢驗(yàn)電荷W<0,Ep↑;

　　移動(dòng)負(fù)檢驗(yàn)電荷W>0,Ep↓。

　　附：

　　1. 只在電場力作用下：

　　(1)電場力做正功，電勢(shì)能減少，動(dòng)能增加。即：電能轉(zhuǎn)化為其它形式能(動(dòng)能)

　　(2)電場力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，動(dòng)能減少。即：其它形式能(動(dòng)能)轉(zhuǎn)化為電能

　　2. 不只受電場力作用：

　　(1)電場力做正功，電勢(shì)能減少，動(dòng)能如何變化不確定。

　　(2)電場力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，動(dòng)能如何變化不確定。

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