1. Страница 2.1.1. Потенциальная энергия заряда в однородном
электрическом поле
http://www.physics.ru/courses/op25part2/content/chapter1/section/paragraph4/theory.html
http://www.youtube.com/watch?v=DoqIdmQzUEs "Силовые линии однородного электрического
поля" 0.41
На любой заряд в электрическом поле действует сила. Если заряд под действием этой
силы перемещается, то электрическое поле совершает работу. Пусть точечный заряд + q
перемещается в однородном электрическом поле. Однородное электрическое поле
создают, например, большие металлические пластины, имеющие заряды
противоположного знака.

На рисунке 1 однородное электрическое поле, напряжённость E поля во всех точках
одинакова.
Рис. 1.
В этом поле заряд + q перемещается из точки 1 с координатой d1 , в точку 2 с координатой
d 2 под действием кулоновской силы вдоль линии напряжённости. Работа этой силы
A  F (d 2  d1 ) , так как F = qE , а d = d 2 – d1 , то работа равна:
А = qEd,
где A — работа сил по перемещению заряда в электростатическом поле, измеряется в
джоулях, сокращённо Дж;
q — заряд, измеряются в кулонах, сокращённо Кл;
E — напряжённость поля, измеряется в ньютонах на кулон, сокращённо Н/Кл;
d — перемещение, измеряется в метрах, сокращённо м.
При перемещении заряда между этими же точками по любой криволинейной траектории
будет совершена такая же работа. Работа перемещения заряда в электростатическом поле
не зависит от формы траектории движения заряда, а зависит от положения в этом поле
начальной и конечной точек перемещения. Поля, обладающие таким свойством,
называются потенциальными, то есть электростатические поля являются
потенциальными. Если перенесети теперь тот же заряд из точки 2 в точку 1, то сила
направлена против перемещения, поэтому работа будет отрицательной.
Суммарная же работа перемещения заряда по замкнутой траектории будет равна нулю.
По закону сохранения энергии работа перемещения заряда q в электростатическом поле
равна изменению его потенциальной энергии, взятому со знаком минус:
А = –  E pot .
Связано это с тем, что при совершении полем положительной работы потенциальная
энергия уменьшается, а при совершении отрицательной работы — увеличивается. В
1

2. потенциальном поле работа по замкнутой траектории равна нулю. Например, такой
результат получится при перемещении заряда по траектории 1-2-3-4-1 (см. рисунок 2).
Рис. 2.
A12341 = 0.
Для потенциальных полей работа сил равна убыли потенциальной энергии:
А = –  E pot .
Это утверждение справедливо и для электрического поля. Так как А = qEd = qE d 2 — qE d1
= — (qE d1 – qE d 2 ) = — ( E pot1 – E pot2 ) .
Следовательно, E pot1 = qE d1 , соответственно E pot2 = qE d 2 .
Величина потенциальной энергии заряда в электростатическом поле равна:
E pot = qEd,
где E pot — потенциальная энергия заряда, измеряется в джоулях, сокращённо Дж;
q — заряд, измеряются в кулонах, сокращённо Кл;
E — напряжённость поля, измеряется в ньютонах на кулон, сокращённо Н/Кл;
d — расстояние (координата), измеряется в метрах, сокращённо м.
2