题目内容

10.将带电荷量为1×10-8C的电荷,从无限远处移到电场中的A点,要克服电场力做功1×10-6J,问:
(1)电荷的电势能是增加还是减少?电荷在A点具有多少电势能?A点的电势是多少?
(2)若电场力可以把带电荷量为-2×10-8C的电荷从无限远处移到电场中的A点,电场力做了多少功?(取无限远处为电势零点)

分析 取无限远处电势为零.根据电场力做正功时,电荷的电势能减小,电场力做负功时电势能增加.根据电势公式、电场力做功和功能关系进行分析和计算.

解答 解:(1)电荷从无限远处移到电场中的A点,要克服静电力做功1×10-8J,电荷的电势能增加;无限远处电势能为零,则电荷在A点具有1×10-6J的电势能,
A点的电势为:φA=$\frac{{E}_{PA}}{q}$=$\frac{1×1{0}^{-6}}{1×1{0}^{-8}}$ V=100V;
(2)电荷量为-2×10-8 C的电荷从无限远处移到电场中的A点时,无限远与A点间的电势差不变,则静电力做功,为:
W=q′U∞A=-2×10-8×(0-100)J=2×10-6J
答:(1)电荷的电势能是增加,电荷在A点具有1×10-6J电势能;A点的电势是100V
(2)电场力做功为2×10-6J.

点评 本题关键明确电场力做的功等于电势能的减小量,同时结合电势r 定义公式和电场力做功与电势差关系公式列式求解.

练习册系列答案
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19.某课外小组在参观工厂时,看到一丢弃不同的电池,同学们想用物理上学到的知识来测定这个电池的电动势和内阻,已知这个电池的电动势约为11~13V,内阻小于3Ω,由于直流电压表量程只有3V,需要将这只电压表通过连接一固定电阻(用电阻箱代替),改装为量程为15V的电压表,然后再用伏安法测电池的电动势和内阻,以下是他们的实验操作过程:

(1)把电压表量程扩大,实验电路图如图甲所示,实验步骤如下,完成填空:
第一步:按电路图连接实物
第二步:把滑动变阻器滑片移到最右端,把电阻箱阻值调到零
第三步:闭合开关,把滑动变阻器滑片调到适当位置,使电压表读数为3V
第四步:把电阻箱阻值调到适当值,使电压表读数为0.6V
第五步:不再改变电阻箱阻值,保持电压表和电阻箱串联,撤去其他线路,即得量程为15V的电压表
(2)实验可供选择的器材有:
A.电压表(量程为3V,内阻约为2kΩ)
B.电流表(量程为3A,内阻约为0.1A)
C.电阻箱(阻值范围0~9999Ω)
D.电阻箱(阻值范围0~999Ω)
E.滑动变阻器(阻值为0~20Ω,额定电流2A)
F.滑动变阻器(阻值为0~20kΩ)
回答:电阻箱应选C,滑动变阻器应选E.
(3)用该扩大了量程的电压表(电压表的表盘没变),测电池电动势E和内阻r,实验电路如图乙所示,得到多组电压U和电流I的值,并作出U-I图线如图丙所示,可知电池的电动势为11.5V,内阻为2.5Ω.

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