Question 1

为什么同极电荷的电势能为正，而异极电荷的电势能为负？

Accepted Answer

电势能 取决于电荷类型和分离。对于同极电荷（都是正电荷或负电荷），排斥力意味着必须做功将它们聚集在一起，导致正势能。对于异极电荷，吸引力意味着当它们靠近时系统释放能量，使势能为负。这种符号约定反映了能量是存储在系统中还是从系统中释放。

Question 2

电场做功与势能的变化如何相关？

Accepted Answer

电场做功等于势能中负的变化。当场对试探电荷做正功时，势能减少。相反，当做负功时，势能增加。这个关系成立是因为功的积分只依赖于起始点和终点，而不是电荷在场中所经过的路径。

Question 3

为什么电势能在无限分离处被定义为零？

Accepted Answer

在无限分离的情况下，两个电荷之间的相互作用可以忽略不计，因为静电力趋近于零。将势能定义为无穷远处为零提供了一个方便的参考点，用于计算任何有限距离处的势能。这种选择简化了计算，并允许将势能表示为分离距离的单值函数。

Question 4

当存在多个点电荷时，如何计算电势能？

Accepted Answer

总的 电势 能量是由于每对电荷的势能的代数和。每对相互作用独立地对总能量做出贡献。这种叠加原理允许你通过对每个静止电荷的个体贡献求和来计算由几个点电荷产生的场中测试电荷的势能。

Question 5

试探电荷所走的路径是否影响电场所做的功？

Accepted Answer

不，由 电场 完成的功仅取决于初始和最终位置，而不取决于所走的路径。无论试探电荷是径向移动还是沿任意方向移动，所做的功仅由端点决定。这种路径无关性属性是保守力的基本特性，并允许将势能仅作为位置的函数来定义。

Question 6

当两个同种电荷被靠得更近时，势能会发生什么变化？

Accepted Answer

当两个同种电荷（都是正电荷或都是负电荷）被拉近时，必须对系统做正功以克服斥力。这增加了系统的势能。由于势能与间距成反比，减少同种电荷之间的距离使势能更加正，在系统中储存更多的能量。

Question 7

当相反电荷被靠近时，势能如何变化？

Accepted Answer

当异号电荷被靠近时，吸引力对系统做负功，意味着能量被释放。这降低了系统的势能。由于异号电荷对的势能已经是负的，因此将它们靠近使势能更负，代表着储存的能量净减少，系统向着更低能量的构型移动。

Practice 练习: 两点电荷的电势能 Quiz