Question

14．在电场中一条电场线上有A、B两点，如图所示．若将一负电荷q=2.0×10^-7C，从A点移至B点，电荷克服电场力做功4.0×10^-4J．试求：
（1）电场方向；
（2）A、B两点的电势差，哪一点电势高？
（3）在这一过程中，电荷的电势能怎样变化？

Answer 1

分析 （1）根据电场力做功正负得出电场力的方向，再确定电场方向．
（2）由公式 U_AB=$\frac{W}{q}$求电势差．沿着电场线方向电势降低．来判断电势的高低．
（3）电场力做负功时电荷的电势能增加．

解答 解：（1）根据题意得一负电荷 q=2.0×10^-7C，从A点移至B点，电荷克服电场力做功4.0×10^-4J．即电场力做负功．所以电场力的方向是从B指向A，由于是负电荷，所以电场方向是A指向B．
（2）由于电场方向是A指向B，所以A点电势较高，A、B两点的电势差为：
U=$\frac{W}{q}$=$\frac{-4.0×1{0}^{-4}}{-2×1{0}^{-7}}$V=2000V
（3）根据电场力做功量度电势能的变化得从A点移至B点，电荷克服电场力做功为4.0×10^-4J，所以电荷的电势能增加4.0×10^-4J．
答：（1）电场方向是A指向B．
（2）A、B两点的电势差是2000V，A点电势较高．
（3）电荷的电势能增加4.0×10^-4J．

点评 本题要抓住电场力是一种力，具有力的共性，电场力可以做功，电场力与力学中重力相似．根据U=$\frac{W}{q}$求电势差时式中各量均代符号运算．