电势能是处于电场中的电荷所具有的与其位置有关的能量,以下为你介绍相关公式:
定义式: EpA=qφA
EpA表示电荷q在电场中A点的电势能;
q为电荷量;
φA 为A点的电势。此公式表明,电荷在电场中某点的电势能等于它的电荷量与该点电势的乘积。例如,若电荷量q=2C,某点电势φ=5V,则该电荷在该点的电势能 Ep=qφ=2×5=10J 。
电场力做功与电势能变化的关系: WAB=EpA−EpB=−ΔEp
WAB 是电场力将电荷从A点移动到B点所做的功;
EpA 、EpB 分别是电荷在A点和B点的电势能。电场力做正功,电势能减小;电场力做负功,电势能增加。比如,电场力将电荷从A点移到B点做了5J的正功,那么电势能减少5J,即 WAB=EpA−EpB=5J 。
点电荷电场中电势能公式(选无穷远处电势能为零): Ep=rkQq
k 是静电力常量,k=9.0×109N⋅m2/C2;
Q 是场源电荷的电荷量;
q 是试探电荷的电荷量;
r 是试探电荷与场源电荷之间的距离。例如,场源电荷 Q=3C ,试探电荷 q=2C ,它们之间距离 r=1m ,则试探电荷的电势能 Ep=rkQq=19.0×109×3×2=5.4×1010J 。