Question

把帶電荷量2×10^-8C的正點電荷從無限遠處移到電場中A點，要克服電場力做功8×10^-6J，若把該電荷從無限遠處移到電場中B點，需克服電場力做功2×10^-6J，取無限遠處電勢為零．求：
（1）A點的電勢；
（2）A、B兩點的電勢差；
（3）若把2×10^-5C的負電荷由A點移到B點電場力做的功．

Answer 1

【答案】分析：根據(jù)電場力做功與電勢能變化的關系公式W_AB=E_pA-E_pB求出電荷在電場中各個點的電勢能，再根據(jù)電勢的定義式φ=得到各個點的電勢；最后根據(jù)電場力做功與電勢差關系公式W_AB=qU_AB求解電場力做的功．
解答：解：（1）無窮遠處某點O的電勢為零，根據(jù)電場力做功與電勢能變化的關系公式W_AB=E_pA-E_pB，有
W_OA=E_pO-E_pA
無窮遠處電勢能為零，即E_pO=0
故
E_pA=-W_OA=8×10^-6J
根據(jù)電勢的定義式φ=，有
φ_A==
即A點的電勢為400V．
（2）把該電荷從無限遠處的O點移到電場中B點，需克服電場力做功2×10^-6J，取無限遠處電勢為零，根據(jù)電場力做功與電勢能變化的關系公式W_AB=E_pA-E_pB，有
W_OB=E_pO-E_pB
無窮遠處電勢能為零，即E_pO=0
故
E_pB=-W_OB=2×10^-6J
根據(jù)電勢的定義式φ=，有
φ_B==
故A、B間的電勢差為
U_AB=φ_A-φ_B=400V-100V=300V
即A、B點的電勢差為300V．
（3）根據(jù)電場力做功與電勢差關系公式W_AB=qU_AB，有
W_AB=qU_AB=-2×10^-5C×300V=-6×10^-3J
即把2×10^-5C的負電荷由A點移到B點電場力做-6×10^-3J的功．
點評：本題關鍵是根據(jù)功能關系得到電場力做功與電勢能變化的關系，然后列式求解出電場中各個點的電勢能，最后根據(jù)電勢的定義式求解各個點的電勢，最后根據(jù)電場力做功與電勢差關系公式W_AB=qU_AB求解電場力做的功．