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| 电势能和重力势能 |
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[物理科学论文] 电势和电势能是静电学部分的重要概念，也是教学的难点，为了使学生更好地掌握电势和电势能的物理意义，一般说来，都是用重力势能作比较，那么，电势能和重力势能有什么相似之处，又有什么不同的地方？为了说明这个问题，我们先来看一看电场力跟重力有什么相似和不同的地方。
电场力在本质上是电荷之间的相互作用力，又叫做静电力，或库仑力（运动电荷或运动电场对其它电荷的作用力已经超出本文的范围，故不做讨论）。由于电荷之间是通过电场来传递相互作用力的，所以某一电荷受到另一电荷的作用力可以看作是该电荷受到另一电荷产生的电场的作用力。由于电荷有正负电荷之分，同性电荷相互排斥，异性电荷相互吸引，所以两个电荷之间的相互作用力可能是相互排斥，也可能是相互吸引。重力是地球与地面上其它物体之间的万有引力与地球自转的惯性离心力的合力，对于地面上其它物体来说，所受到的重力总是竖直向下，这是因为物体之间的万有引力只有相互吸引，没有相互排斥，这是电场力跟重力不同的地方。
我们知道，重力做功与路径无关，并由此引入重力势能的概念。可以证明，电场力跟重力一样，做功也与路径无关，这是电场力跟重力相似的地方。这一点非常重要。任何做功与路径无关的力，都叫做保守力（从场的观点来看，叫做保守力场或势场），对于保守力或保守力场，可以引入势或者势能的概念。例如在力学中，重力做功与路径无关，即重力场是保守力场，我们引入了重力势能的概念，同理，电场力做功与路径无关，所以静电场也是保守力场，从而我们可以引入电势能的概念。处于重力场中的所有物体都具有重力势能，同样，处于静电场中的任何一个带电体都具有相应的电势能。物体所具有的重力势能与物体所处的高度有关，物体在某一高度上具有的重力势能与物体质量的……
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