题目内容

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r1<r2
(l)a、b两点哪点电势高?
(2)将一负电荷放在a、b两点,哪点电势能较大?
(3)若a、b两点间的电势差大小为100V,将二价负离子由a点移到b点电场力对电荷做功多少?(二价负离子电量q=-2×1.6×10-19C)

【答案】分析:(1)画出正的点电荷形成电场的电场线和等势面分布,根据沿着电场线的方向电势降低可判断电势高低;
(2)根据电场力做功与电势能的关系可判电势能的高低;
(3)根据公式WAB=UABq可求电场力的功.
解答:解:(1)由于r1<r2,a点离正点电荷近,所以φa>φb
(2)由①可知φa>φb,所以Uabab>0,当把负电荷从a点移往b点过程,电场力做功Wab=qUab<0,电场力做负功,电势能增加,负电荷在b点电势能较大;
(3)若Uab=100V,二价负离子电量q=-2×1.6×10-19C=-3.2×10-19C,
将该离子从a点移往b点,
电场力做功 Wab=qUab=-3.2×10-17J,
即克服电场力做功 3.2×10-17J
答:a点的电势比b点电势高,负电荷在b点电势能较大,二价负离子由a点移到b点电场力对电荷做功为-3.2×10-17J.
点评:本题考查了判断电势高低的方法:沿着电场线的关系电势降低,还考察到了电场力做功的计算和电场力做功与电势能的关系,其关系为:电场力对电荷做正功时,电荷的电势能减少;电荷克服电场力做功,电荷的电势能增加.
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