5.5.1　电势能

由于静电场力与重力相似,是保守力,因此我们仿照重力势能,认为电荷在电场中任一位置也具有电势能,电场力所做的功就是电势能改变的量度。设分别以W a和W b表示试验电荷q 0在起点a和终点b处的电势能,则

式(5.25)只说明了a、b两点的电势能的变化量,而不能确定q 0在电场中某点的电势能,因为电势能和重力势能一样,是一个相对量,只有选定了零势能点(参考点)的位置,才能确定q 0在电场中某一点的电势能。电势能零点的选择是任意的。当电荷分布在有限空间时,通常选择q 0在无限远处的电势能为零,亦即令式(5.25)中的b为无穷远,W∞=0,则

式(5.26)表明,当选定无限远处的电势能为零时,电荷q 0在电场中某点a处的电势能W a在量值上等于q 0从a点移到无限远处电场力所做的功A a∞。由于静电场的保守性,上述积分中从a到∞的积分路径可以是任意的,积分的结果一定与所选择的路径无关(在实际计算中我们常常选择一条容易积分的路径)。电场力做的功有正有负,所以电势能也有正有负。与重力势能相似,电势能也是属于一定系统的。式(5.26)表示的电势能是试验电荷q 0与电场之间的相互作用能量。电势能是属于试验电荷q 0和电场这个系统的。