Question

某電場(chǎng)中有A、B、C三點(diǎn)，三點(diǎn)的電勢(shì)分別是φ_A=5V，φ_B=-2V，φ_C=0，現(xiàn)有一電荷量q=-6×10^-6C的點(diǎn)電荷P，求：
①該點(diǎn)電荷在A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)能各為多大？
②若將P從A移到B，則靜電力做功多少？電勢(shì)能變化了多少？
③若將P從B移到C，則靜電力做功多少？電勢(shì)能變化了多少？

Answer 1

分析：根據(jù)A、B、C三點(diǎn)電勢(shì)高低，可判斷出電場(chǎng)線的方向．根據(jù)公式W=qU求出電場(chǎng)力做功．根據(jù)電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，分析電勢(shì)能的變化．

解答：解：①由題可知電勢(shì)φ_A＞φ_C＞φ_B，而沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低．則電場(chǎng)線的方向由A指向B．
點(diǎn)A的電勢(shì)能為：E_PA=qφ_A=-6×10^-6C×5V=-3×10^-5J
點(diǎn)B的電勢(shì)能為：E_PB=qφ_B=-6×10^-6C×（-2）V=-1.2×10^-5J
點(diǎn)C的電勢(shì)能為：E_PC=qφ_C=-6×10^-6C×0V=0
②AB兩點(diǎn)間電勢(shì)差U₁=φ_A-φ_B=7V，負(fù)電荷受電場(chǎng)力的方向由B指向A，電荷從A移到B點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增大．
W₁=U₁q=7V×（-6×10^-6C）=-4.2×10^-5J，電勢(shì)能增大了4.2×10^-5J
③BC兩點(diǎn)間電勢(shì)差U₂=φ_B-φ_C=-2V，負(fù)電荷受電場(chǎng)力的方向由B指向C，電荷從B移到C點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能減�。�
W₂=U₂q=-2V×（-6×10^-6C）=1.2×10^-5J，電勢(shì)能減小了1.2×10^-5J．
答：①該點(diǎn)電荷在A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)能分別為-3×10^-5J、-1.2×10^-5J、0；
②若將P從A移到B，則靜電力做功-4.2×10^-5J，電勢(shì)能增大了4.2×10^-5J；
③若將P從B移到C，則靜電力做功1.2×10^-5J，電勢(shì)能減小了1.2×10^-5J．

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于電場(chǎng)力做功的計(jì)算，可以先判斷正負(fù)，后計(jì)算功的大小，也根據(jù)公式W_AB=qU_AB，將電荷量q、電勢(shì)差U_AB的符號(hào)一并代入計(jì)算，根據(jù)W_AB的正負(fù)判斷電場(chǎng)力做功的正負(fù)．