靜電場(chǎng)與重力場(chǎng)相似,是保守力場(chǎng),所以可以在靜電場(chǎng)中引入電位能的概念。當(dāng)檢驗(yàn)電荷在靜電場(chǎng)中的一定位置時(shí),具有一定的電位能;當(dāng)檢驗(yàn)電荷的位置改變時(shí),電場(chǎng)力作功,電位能也隨著改變。我們可用電場(chǎng)力所作的功來(lái)量度電位能的改變。
設(shè)在靜電場(chǎng)中,把一檢驗(yàn)電荷從點(diǎn)沿任意路徑移到點(diǎn),電場(chǎng)力所作的功為。定義:電位能的減少量等于電場(chǎng)力所作的功。即
其中,是在點(diǎn)時(shí),與靜電場(chǎng)所組成的系統(tǒng)的電位能;是在點(diǎn)時(shí),與靜電場(chǎng)所組成的系統(tǒng)的電位。電場(chǎng)力作正功,電位能減少;電場(chǎng)力作負(fù)功,電位能增加。
若選點(diǎn)為參考點(diǎn),即在點(diǎn)處電位能,則
若選無(wú)限遠(yuǎn)處為參考點(diǎn),在點(diǎn)處電位能為