Question

17．如图，已知电荷放q=3.0×10^-10C的电荷，从A点移到B点，电场力做了6.0×10^-8J的功．问：
（1）A、B两点的电势差是多少？
（2）电荷在A、B哪点的电势高？标出电场的方向．
（3）在B点的电势能为E_pB=6.0×10^-8J，电荷在A点的电势能为多少？

Answer 1

分析 （1）根据电势差的定义式U=$\frac{W}{q}$求A、B两点的电势差．
（2）根据电势差的正负分析电势的高低．根据顺着电场线方向电势降低，判断电场的方向．
（3）根据电场力做功的多少，分析电荷从A移到B时电势能的变化，从而求出电荷在A点的电势能．

解答 解：（1）A、B两点的电势差为：
U_AB=$\frac{{W}_{AB}}{q}$=$\frac{6×1{0}^{-8}}{3×1{0}^{-10}}$V=200V
（2）由于U_AB=φ_A-φ_B＞0，所以φ_A＞φ_B，即电荷在A点的电势高，电场方向由A→B，如图．
（3）电荷从A点移到B点，电场力做了6.0×10^-8J的功，则电势能减少了6.0×10^-8J，所以电荷在A点的电势能为：
E_pA=W_AB+E_pB=6.0×10^-8J+6.0×10^-8J=1.2×10^-7J
答：（1）A、B两点的电势差是200V．
（2）电荷在A点的电势高，电场的方向如图．
（3）在B点的电势能为E_pB=6.0×10^-8J，电荷在A点的电势能为1.2×10^-7J．

点评 解决本题的关键要明确电场力做功与电势差的关系、电场力做功与电势能变化的关系，可用类比的方法理解电场力做功与电势能变化的关系．