Question

4．如图是一匀强电场，已知场强E=3×10³N/C，现让一个电荷量q=-2×10^-4C的电荷沿电场方向从M点移到N点，MN间的距离l=40cm，试求：
（1）电荷从M点移到N点电势能是增加还是减小？变化了多少？
（2）M、N两点间的电势差的值是多少？

Answer 1

分析 （1）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，电荷的电势能增加；
（2）根据电场力做功W_MN=qU_MN，可求得MN间的电势差

解答 解：（1）由图可知，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，电场力做负功，电势能增加，增加的电势能△E等于电场力做的功W．
则有：△E=W=qEs，
代入数值：△E=W=qEs=3×10³×2×10^-4×0.4J=0.24J．
（2）由公式W=qU，可得M、N两点间的电势差为：U_MN=$\frac{W}{q}=\frac{0.24}{2×1{0}^{-4}}V=1200V$．
答：（1）电荷从M点移到N点电势能是增加，变化了0.24J
（2）M、N两点间的电势差的值是1200V

点评 此题关键电场力做功与电势能变化的关系即W=qEx、电场强度与电势差的关系即$E=\frac{U}{d}$