【原】势能与电势能

在电场中放一个试探电荷，试探电荷会在电场力的作用加速运动，一段时间后动能就增加了。试探电荷的动能是从哪里来的呢？电场力做功让试探电荷的动能增加，然而功只是能量转化的一种手段，试探电荷动能的增加说明了试探电荷的某种能一定减少了。类比质点在重力场中具有重力势能一样，处于静电场中的电荷具有的叫电势能。

场是物质的另一种形式。电场对其中的电荷具有力的作用。电场强度就是描述电场力的属性；电场还有能的属性：电势、电势能、电势差都是描述电场能的属性。电场能的属性要比力的属性更抽象、更麻烦，由于受到中学数学的限制，中学物理描述电场能的属性要用到了较多的概念，致使同学们感到电场能的属性关系复杂、不便于理解。

认识电势能简单而有效的方法就是类比重力势能：物体在重力场中重力势能与动能的变化关系，与静电场中试探电荷的电势能与动能的关系是完全一样的。

	做功	势能	势	势差	动势守恒
重力场	重力做功与路径无关，只与始末位置的高度差有关。	位于重力场中的物体与地球共有一个重力势能EPG=mgh，重力势能的多少等于将这个物体移到零势能面重力做的功值，零势能面可以任意选取。	物体重力势能与物体质量的比值 Φg=mgh/m=gh		物体在只有重力做功时，物体的重力势能和动能之和守恒
静电场	电场力做功与路劲无关，只与始末位置的“高度差”有关	位于静电场中的电荷与电场共有一个电势能EPE，电势能的多少等于将电荷移到零电势面电场力做的功，零势能面可以任意选取。	带电体的电势能与带电体电量的比值 ΦE=EPE/q	UAB=ΦB-ΦA	带电粒子在只有电场力做功时，带电粒子的电势能和动能之和守恒

关于势能有许多相似之处：

1、每一种势能总对应着一种力，只要这种力做功的多少与物体的运动路径无关，只与物体始末位置 “高度差”有关（这种力称之为“保守力”），这种力都可以建立一个对应的势能。故所有的势能都是“位能”——都是由物体所在的位置决定的能。常见的有重力势能、弹性势能、引力势能、电势能等等（摩擦力做功不具有上述特征，故而没有摩擦势能）。

2、所有的势能值都是相对的，势能多少都是相对于零势能面而言的；而势能的变化量是绝对的，与零势能面选取是无关的（相当于水涨船高，零势能面的变化会使所有位置的势能都对应的发生变化）。物体的势能为零也不是说这个物体不具有势能，它任然有“做功的本领”，通常我们选取地面为零势能面，站在地面上的人重力势能是零，但是这个人任然可以对外做功。假如他是站在一个井口的正上方呢？所以势能大小实际上用途不大，势能的变化量才是我们要特别关注的。

3、物体势能的变化量总与对应力做功密不可分的——“对应力对物体做的功等于物体势能的减少量、或者说是势能变化量的负值”（注意：减少量是初末状态的差值，变化量是末初状态的差值），这个规律叫势能定理。即W_AB= E_PA-E_PB= -ΔE_PBA=-（E_PB-E_PA）。其实状态A变到状态B，对应力做的功就是将这个过程中的势能转化为动能，如果只有这个力做功时，物体的势能减少了一定等于动能增加量。

4、势能最小原理：物体位于势能场中，物体处于势能越小的位置越稳定。当我们站在地面上时容易被人推到，当我们躺在地面时呢……躺在地面上的人已经处于重力势能最低的位置了；所以处于势能高的位置物体都有向低势能位置运动的趋势（这就是为何水往低处流的原因）。

5、在静电场中，正电荷都有向低电势运动的趋势，负电荷都有向高电势运动的趋势。因为正电荷在高电势处电势能多，负电荷在低电势处电势能多。