Question

14．如图所示，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．求：
（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两点问的电势差为100V，将电荷量为3.2×10^-19C由a点移到b点是电场力对电荷做功还是电荷克服电场力做功？做功多少？

Answer 1

分析 （1）沿着电场线的方向电势逐渐降低，点电荷周围的等势面是一簇簇球面．根据这一规律判断a、b两点的电势关系．
（2）根据负电荷在电势高处电势能小、在电势低处电势能大，分析电势能的大小．
（3）根据W=qU求出电场力所做的功，将q的正负，电势差的正负代入计算

解答 解：（1）由正点电荷的等势面特点可知，越靠近正点电荷，电势越高，则知a点的电势较高．
（2）由上可知 φ_a＞φ_b，则a、b间电势差 U_ab＞0，当把负电荷从a点移往b点，电场力做功 W_ab=qU_ab＜0，电场力做负功，电势能增加，故负电荷在b点电势能较大．
（3）若U_ab=100V，二价负离子电量 q=-2×1.6×10^-19C，将该离子从a点移往b点，电场力做功为：
W_ab=qU_ab=-3.2×10^-17J，
即克服电场力做功3.2×10^-17J
答：（1）a点的电势较高．
（2）负电荷在b点电势能较大．
（3）将电荷量为3.2×10^-19C由a点移到b点是克服电场力做功3.2×10^-17J．

点评 解决本题的关键知道沿着电场线的方向电势逐渐降低．以及掌握电场力做功的方法，一、直接运用W=qU计算，将q的正负，电势差的正负代入计算．二、先判断出电场力做正功还是负功，然后运用W=qU求出做功的大小，只代数值．