这个命题的前提是负电荷作为被检验电荷,而不是作为电场电荷。LZ混淆了负电荷作为检验电荷和负电荷电场的性质。这句话是负电荷在电场中电势和电势能的关系,而不是负电荷电场的性质。
第一种情况:负电荷作为检验电荷
1.电势降低方向是电场线的方向。正电荷电场离场电荷越近,电势越高;负电荷电场离场电荷越近,电势越低。
2。所谓电势能是一个正电荷从无穷远处移动到该位置,克服电场力做的功。
3。将一个负电荷放在电场内,电场线由高电势指向低电势,这个时候可以想象是一个正电荷电场,在离正电荷越近的地方,电势越高。负电荷沿电场线方向移动,电场力做负功,(异性相吸)电势能增加。因此负电荷在正电荷电场中电势越低,电势能越大。(这个过程就好像是将一个重物克服重力做功向上提,重力势能增加)。
4。在负电荷电场中,电场线指向场电荷,离场电荷越近,电势越低。将一个负电荷放在这个电场内,沿电场线方向移动,电场力做负功,(同性相斥),因此电势能增加。可见对于负电荷作为检验电荷而言,不管是正电荷电场还是负电荷电场,电势高电势能越小,电势低电势能越大,命题成立。
第二种情况,如果负电荷作为场电荷
1。负电荷作为场电荷,电场线指向该电荷,离该电荷越近电势越低。从无穷远处移动一个正电荷到电场中。电场力做正功(异性相吸),因此电势能减少。(这个过程好像重物向下落,重力做正功,重力势能减少。)因此负电荷电场中,检验电荷是正电荷,电势越低,电势能越小。
2。检验电荷是负电荷,从无穷远处移进负电荷电场,电场力做负功,电势能增加,因此电势越低的地方,电势能越大。
可见电势和电势能的关系并不取决于电场,而是取决于检验电荷的性质。
因此这句话比较明确的说,负电荷在电场中,在电势高越高的地方电势能越小,电势低越低的地方电势能越大。
正电荷电场线由点电荷指向外面,场强的方向也是如此,以此方向为力的正方向,电子离正电荷越远,所距的电势能就越多,而距离越远电势就越大(电势的大小朝电场线的方向变大);可是负电荷电场线指向电荷,场强方向也指向电荷,所以距电荷越近电势能越小,可电场线指向电荷距电荷越近,电势越大,因此负电荷电势越大,电势能越小。