10.1电势能与电势

我们先来介绍了电势能的引入以及理解。

带电粒子在电场力的作用下发生了速度的改变，增大或者减小。

根据功能关系，电场力对带电粒子做了功，引起了带电粒子的动能的改变，增加或者减小。

根据动能定理，我们知道，如果电场力做正功（假设过程中只有电场力做功），带电粒子的动能会增加，那么，我们就要思考了，根据能量守恒，肯定会有别的形式的能减少了？否则带电粒子的动能增加的能量是从哪里来的呢？

根据上述分析，我们知道，电场力的做功引起了带电粒子的动能的增加，那么，反过来我们可以思考，电场力做功也必定引起了其他形式能的减少？

类比如重力做功会使重力势能的变化，我们引入了电势能的概念。

我们相信，电场力的做功引起了电势能的增加或者减少，进而引起了带电粒子动能的减少或者增加。

电势能和重力势能一样，其大小具有相对性，与零电势能的选取有关，我们一般选取无穷远处为电势能的零点。

实验表明，电场力做功和路径无关，只和初末位置有关。

虽然，初末位置的电势能会由于零电势能位置的选取有关，但是初末位置的电势能的差值与零电势能的选取无关，其差值刚好等于电场力所做的功。

那么，我们再来看下电势的理解。

我们把某点的带电粒子的电势能比上带电粒子的电荷量的比值，称之为电势。

由于电势能的大小具有相对性，那么，电势的大小也具有相对性。

我们可以把电势类比于高度，高度也具有相对性，高度也可以理解为重力势能与重力的比值。

电势能和电势都是标量，虽然有正负，但是没有方向，其正负是由于零电势或者电势能的选取不同引起的。

最后，有一个很重要的结论给到大家：

沿电场线方向电势是下降的。

正电荷在高电势的地方，电势能大，在低电势的地方电势能小；

负电荷在高电势的地方，电势能小，在低电势的地方电势能大；

具体的思考过程，大家可以从电场力对带电粒子做功的角度来思考。

假设一个带正电的粒子，沿电场线方向运动，由于其受到的电场力也是沿电场线的方向，所以，电场力对带电粒子做正功，带电粒子的动能增加，其电势能就是减少的，而由于电势等于电势能比上带电粒子的电荷量，可以知道其电势也是减少的。

所以，可以得到，沿电场线方向电势是下降的，正电荷在高电势的地方，电势能大，在低电势的地方，电势能小。

大家可以尝试着用带负电的粒子来推导一遍，其结果是一样的。

以上就是关于电势能以及电势的一些知识点的介绍，分享给大家，供学习参考。