什么叫电势能?电场力做功与电势能的变化关系怎样?

电势能是电荷在电场中由于位置而具有的能量。在一个电场中，电荷受到电场力的作用时，它会沿着电力线方向移动，从一个位置移到另一个位置，这个过程中，电场力对电荷做功。根据功的定义，功可以表示为力在物体移动路径上产生的作用力的分量与移动路径之间的乘积。因此，电场力对电荷所做的功等于力的大小乘以电荷移动路径的长度。

在电场中，当电荷从一个位置移动到另一个位置时，电场力对电荷所做的功可以表达为：

W = F * d * cosθ

其中，W代表功，F代表力的大小，d代表电荷移动路径的长度，θ代表力和移动路径方向之间的夹角。

由于力的大小等于电场力与电荷之间的乘积，即F = qE，其中q代表电荷的大小，E代表电场的强度。将F代入上述公式，得到：

W = qE * d * cosθ

将cosθ记为λ，即力和移动路径方向之间的夹角的余弦值，可以继续化简为：

W = qE * d * λ

对于直线电场而言，力和移动路径之间的夹角恒为0度，即λ = 1。因此，可化简为：

W = qE * d

这表明，在直线电场中，电场力对电荷所做的功等于电场强度与电荷量乘积的绝对值再乘以电荷移动路径的长度。

根据能量守恒定律，能量在一个系统中是守恒的，因此，电场力对电荷所做的功等于电荷获得的能量。由此可以推断，电势能的变化等于力对电荷所做的功。考虑一个电荷从A点移动到B点的情况，电势能的变化可以表示为：

ΔU = U_B - U_A = W

其中，U代表电势能，ΔU代表电势能的变化，W代表力对电荷所做的功。

因此，可以得出电场力做功与电势能的变化关系的结论：电场力对电荷所做的功等于电荷的电势能的变化。