Question

如图所示，在正的点电荷Q的电场中有a、b两点，它们到点电荷Q的距离为r₁和r₂；且有r₁＜r₂；问：
（1）将一负电荷放在a、b两点，哪点电势能较大？（写出分析过程）
（2）若a、b两点间的电势差为100V，将二价负离子由a点移到b点，电场力对该离子做正功还是做负功？做功大小是多少？

Answer 1

分析：（1）沿着电场线的方向电势逐渐降低，点电荷周围的等势面是一簇簇球面．根据这一规律判断a、b两点的电势．根据电场力做功公式W=qU分析电场力做正功，即可比较电势能的大小．
（2）根据W=qU求出电场力所做的功，将q的正负，电势差的正负代入计算．

解答：解：（1）沿着电场线方向电势逐渐降低，可知U_a＞U_b，电势差U_ab＞0；当把负电荷从a点移往b点，W_ab=qU_ab＜0，电场力做负功，电势能增加，故负电荷在b点电势能较大．
（2）若U_ab=100V，二价负离子电量q=-2×1.6×10^-19C，将该离子从a点移往b点，电场力做功　W_ab=qU_ab=-3.2×10^-17J，
即克服电场力做功3.2×10^-17J．
答：
（1）负电荷在b点电势能较大．
（2）电场力对该离子做负功，大小为3.2×10^-17J．

点评：解决本题的关键知道沿着电场线的方向电势逐渐降低．以及掌握电场力做功的方法，一、直接运用W=qU计算，将q的正负，电势差的正负代入计算．二、先判断出电场力做正功还是负功，然后运用W=qU求出做功的大小，只代数值．