Question

14．在電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線上有A、B兩點(diǎn)，如圖所示．若將一負(fù)電荷q=2.0×10^-7C，從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，電荷克服電場(chǎng)力做功4.0×10^-4J．試求：
（1）電場(chǎng)方向；
（2）A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差，哪一點(diǎn)電勢(shì)高？
（3）在這一過程中，電荷的電勢(shì)能怎樣變化？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電場(chǎng)力做功正負(fù)得出電場(chǎng)力的方向，再確定電場(chǎng)方向．
（2）由公式 U_AB=$\frac{W}{q}$求電勢(shì)差．沿著電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低．來判斷電勢(shì)的高低．
（3）電場(chǎng)力做負(fù)功時(shí)電荷的電勢(shì)能增加．

解答 解：（1）根據(jù)題意得一負(fù)電荷 q=2.0×10^-7C，從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，電荷克服電場(chǎng)力做功4.0×10^-4J．即電場(chǎng)力做負(fù)功．所以電場(chǎng)力的方向是從B指向A，由于是負(fù)電荷，所以電場(chǎng)方向是A指向B．
（2）由于電場(chǎng)方向是A指向B，所以A點(diǎn)電勢(shì)較高，A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為：
U=$\frac{W}{q}$=$\frac{-4.0×1{0}^{-4}}{-2×1{0}^{-7}}$V=2000V
（3）根據(jù)電場(chǎng)力做功量度電勢(shì)能的變化得從A點(diǎn)移至B點(diǎn)，電荷克服電場(chǎng)力做功為4.0×10^-4J，所以電荷的電勢(shì)能增加4.0×10^-4J．
答：（1）電場(chǎng)方向是A指向B．
（2）A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差是2000V，A點(diǎn)電勢(shì)較高．
（3）電荷的電勢(shì)能增加4.0×10^-4J．

點(diǎn)評(píng) 本題要抓住電場(chǎng)力是一種力，具有力的共性，電場(chǎng)力可以做功，電場(chǎng)力與力學(xué)中重力相似．根據(jù)U=$\frac{W}{q}$求電勢(shì)差時(shí)式中各量均代符號(hào)運(yùn)算．