Question

5．将两个负电荷A、B（带电量Q_A=20C和Q_B=40C）分别从无穷远处移到某一固定负点电荷C产生的电场不同位置M和N，克服电场力做功相同，则将这两电荷位置互换后（即将电荷A移至位置N，电荷B移至位置M，规定无穷远处为零势面，且忽略电荷A、B对点电荷C的电场分布影响）．此时电荷A、B分别具有的电势能E_A和E_B关系描述正确的是（　　）

• A． E_A＜E_B
• B． E_A=E_B
• C． E_A＞E_B
• D． 无法确定

Answer 1

分析 根据电场力做功W=qU，分析M、N两点的电势关系．再根据电场力做功等于电势能的减少量列式，即可判断．

解答 解：据题，两个电荷未换之前，有：-Q_AU_∞M=-Q_BU_∞N，
又 U_∞M=φ_∞-φ_M=-φ_M，
U_∞N=φ_∞-φ_N=-φ_N，
联立得：Q_Aφ_M=Q_Bφ_N，
由于2Q_A=Q_B，所以得：φ_M=2φ_N．
将这两电荷位置互换后，电荷A、B分别具有的电势能E_A和E_B为：
E_A=-Q_Aφ_N=-20φ_N，
E_B=-Q_Bφ_M=-40×2φ_N=-80φ_N，
故有：E_A=E_B．
由于φ_N＜0，则得：E_A＜E_B．故A正确．
故选：A

点评 解决本题的关键是掌握电场力做功公式W=qU，知道电势差与电势的关系，通过列式进行半定量分析．