题目内容
把带电荷量2×10-8C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8×10-6J,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2×10-6J,取无限远处电势为零.求:(1)A点的电势;
(2)A、B两点的电势差;
(3)若把2×10-5C的负电荷由A点移到B点电场力做的功.
【答案】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.
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=
=
即A点的电势为400V.
(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2×10-6J,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=
=
故A、B间的电势差为
UAB=φA-φB=400V-100V=300V
即A、B点的电势差为300V.
(3)根据电场力做功与电势差关系公式WAB=qUAB,有
WAB=qUAB=-2×10-5C×300V=-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.
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.
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=
φA=
即A点的电势为400V.
(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2×10-6J,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=
φB=
故A、B间的电势差为
UAB=φA-φB=400V-100V=300V
即A、B点的电势差为300V.
(3)根据电场力做功与电势差关系公式WAB=qUAB,有
WAB=qUAB=-2×10-5C×300V=-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.
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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