Question

2．如图是一匀强电场，已知场强E=200N/C．现让一个电量q=-4×10^-8C的电荷沿电场方向从M点移到N点，MN间的距离s=30cm．试求：
（1）电荷从M点移到N点电势能的变化．   
（2）M，N两点间的电势差．

Answer 1

分析 根据电场力的方向与电荷运动的方向之间的关系，判定电场力是做正功，还是做负功；电场力做正功，电荷的电势能减小；电场力做负功，电荷的电势能增．

解答 解：（1）由题图可知，负电荷在该电场中所受电场力F方向向左．
因此从M点移到N点，电荷克服电场力做功，电势能增加，增加的电势能△E_p等于电荷克服电场力做的功W．
电荷克服电场力做功为
   W=qEs=4×10^-8×2×10²×0.3 J=2.4×10^-6 J．
  即电荷从M点移到N点电势能增加了2.4×10^-6 J． 
（2）从M点到N点电场力对电荷做负功为W_MN=-2.4×10^-6 J．
则M、N两点间的电势差为U_MN=$\frac{{W}_{MN}}{q}$=$\frac{2.4×1{0}^{-6}}{-4×1{0}^{-8}}$ V=60 V．
答：（1）电荷从M点移到N点电势能增加了2.4×10^-6 J．
（2）电荷从M点移到N点电势60V

点评 此题考查电场力做功与电势差的关系、电场强度与电压的关系、电势差的概念．属于中档题，难度适中．