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电势能与电场中的功能关系

电势能与电场中的功能关系核心结论电势能类似重力势能，定义为某点到零势能面的电场力做功，功能关系为电场力做功等于初末电势能之差。电势能的引入类比重力势能重力势能是物体在重力场中的潜力电势能是电荷在电场中的潜力电场力做功与路径无关，同重力做功定义方法从该点移到零势能面电场力做功做功越多，电势能越大电势能的定义与性质定义与单位电荷在电场中具有的能量单位是焦耳，符号Ep相对性大小与零势能面选择有关两点间电势能差与零势能面无关标量性电势能是标量，有正负正比负大（如2J > -10J）正电荷在正势能区，负电荷可能为负电场中的功能关系类比银行转账势能像定期账户，动能像现金账户做功是账户间的转账公式WAB = EPA - EPB电场力做正功，电势能减小电场力做负功，电势能增加适用性对正负电荷均成立电性只影响功和能的正负，不影响关系无限远与零势能面无限远视为零势能面无限远处电势能为零看见无限远就当作零势能面应用例题已知A点电势能，求电场力做功换负电荷，做功取相反数匀强电场中的计算沿电场线方向W = Eqd，d为沿场线距离正电荷做正功，电势能减小与电场线有夹角用投影求沿场线距离例：夹角37°，d = AB·cos37°分段做功WAC = WAB + WBC电场力做功与路径无关，可分段相加典型例题与技巧例1：定义法求做功A点电势能10^-8J，移到无限远，做功为10^-8J换负电荷，做功变为-10^-8J例2：匀强电场已知EPA=0求WAB = EqL，判断正负电势能减小，EPB = -10^3J例3：斜线运动用投影求d，计算做功800J电势能减小800J，EPB = -800J例4：分段做功已知C点电势能为零，求A点WAC = WAB + WBC = -5×10^-7JEPA = -5×10^-7J