题目内容
把带电荷量3×10-8 C的正点电荷从无限远处移到电场中A点,要克服电场力做功9×10-6 J,若把该电荷从无限远处移到电场中B点,需克服电场力做功3×10-6 J,求:
(1)A点的电势;
(2)A、B两点的电势差;
(3)把3×10-5 C的负电荷由A点移到B点电场力做的功.
(1)A点的电势;
(2)A、B两点的电势差;
(3)把3×10-5 C的负电荷由A点移到B点电场力做的功.
分析:根据电场力做功与电势能变化的关系公式WAB=EpA-EpB求出电荷在电场中各个点的电势能,再根据电势的定义式φ=
得到各个点的电势;最后根据电场力做功与电势差关系公式WAB=qUAB求解电场力做的功.
| W |
| q |
解答:解:(1)无穷远处某点O的电势为零,根据电场力做功与电势能变化的关系公式:WAB=EpA-EpB,有:
WOA=EpO-EpA
无穷远处电势能为零,即:EpO=0
故:EpA=-WOA=8×10-6J
根据电势的定义式:φ=
,有:
φA=
=
=300V;
即A点的电势为300V.
(2)把该电荷从无限远处的O点移到电场中B点,需克服电场力做功3×10-6J,取无限远处电势为零,
根据电场力做功与电势能变化的关系公式WAB=EpA-EpB,有:
WOB=EpO-EpB
无穷远处电势能为零,即:EpO=0
故:EpB=-WOB=2×10-6J
根据电势的定义式φ=
,有:
φB=
=
=100V
故A、B间的电势差为:
UAB=φA-φB=300V-100V=200V
即A、B点的电势差为200V.
(3)根据电场力做功与电势差关系公式WAB=qUAB,有:
WAB=qUAB=-3×10-5C×200V=-6×10-3J
即把2×10-5C的负电荷由A点移到B点电场力做-6×10-3J的功.
答:(1)A点的电势300V;
(2)A、B两点的电势差200V;
(3)把3×10-5 C的负电荷由A点移到B点电场力做-6×10-3J的功.
WOA=EpO-EpA
无穷远处电势能为零,即:EpO=0
故:EpA=-WOA=8×10-6J
根据电势的定义式:φ=
| W |
| q |
φA=
| EPA |
| q |
| 9×10-6 |
| 3×10-8 |
即A点的电势为300V.
(2)把该电荷从无限远处的O点移到电场中B点,需克服电场力做功3×10-6J,取无限远处电势为零,
根据电场力做功与电势能变化的关系公式WAB=EpA-EpB,有:
WOB=EpO-EpB
无穷远处电势能为零,即:EpO=0
故:EpB=-WOB=2×10-6J
根据电势的定义式φ=
| W |
| q |
φB=
| EPB |
| q |
| 3×10-6 |
| 3×10-8 |
故A、B间的电势差为:
UAB=φA-φB=300V-100V=200V
即A、B点的电势差为200V.
(3)根据电场力做功与电势差关系公式WAB=qUAB,有:
WAB=qUAB=-3×10-5C×200V=-6×10-3J
即把2×10-5C的负电荷由A点移到B点电场力做-6×10-3J的功.
答:(1)A点的电势300V;
(2)A、B两点的电势差200V;
(3)把3×10-5 C的负电荷由A点移到B点电场力做-6×10-3J的功.
点评:本题关键是根据功能关系得到电场力做功与电势能变化的关系,然后列式求解出电场中各个点的电势能,最后根据电势的定义式求解各个点的电势,最后根据电场力做功与电势差关系公式WAB=qUAB求解电场力做的功.
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