Question

13．在电场中把电荷q=-2.0×10^-9C从A点移到B点，电场力做了1.0×10^-7J的正功，再把q从B点移到C点，克服电场力做功4.0×10^-7J，则A、B、C三点中B点电势最高，A、C之间的电势差U_AC=150V；如果规定B点电势为零，则A点的电势φ_A=-50V，该电荷在C点的电势能E_PC=4×10^-7J．

Answer 1

分析 根据电势差的定义式求出各点间的电势差，由电势差等于两点的电势之差，分析电势的高低．由公式E_PC=qφ_C求解C点的电势能．

解答 解：A、B间电势差：U_AB=$\frac{{W}_{AB}}{q}$=$\frac{1×1{0}^{-7}}{-2×1{0}^{-9}}$=-50V，可知A的电势比B的低．
B、C间电势差：U_BC=$\frac{{W}_{BC}}{q}$=$\frac{-4×1{0}^{-7}}{-2×1{0}^{-9}}$=200V，B的电势比C的高．
A、C间电势差：U_AC=$\frac{{W}_{AC}}{q}$=$\frac{{W}_{AB}+{W}_{BC}}{q}$=150V，A的电势比C的高，则B点的电势最高．规定B点电势为零，由U_AB=φ_A-φ_B，φ_B=0，
则得φ_A=U_AB+φ_B=-50V
由U_AC=φ_A-φ_C，φ_A=-50V，
则得 φ_C=-200V
则该电荷在C点的电势能 E_PC=-2.0×10^-9×（-200）J=4×10^-7J
故答案为：B，150，-50，4×10^-7．

点评 本题要掌握电势差的定义式，知道电势差是电场中的电势之差，电势可以任意取，但电势差却不变，就像高度与高度差一样．电势差可正可负，所以U=$\frac{W}{q}$公式中做功要注意正与负，电荷量也要代入电性．