Question

某电场中有A、B、C三点，三点的电势分别是φ_A=5V，φ_B=﹣2V，φ_C=0，现有一电荷量q=﹣6×10^﹣6C的点电荷P，求：                                                                                                                                 

①该点电荷在A、B、C三点的电势能各为多大？                                                        

②若将P从A移到B，则静电力做功多少？电势能变化了多少？                                   

③若将P从B移到C，则静电力做功多少？电势能变化了多少？                                   

                                                                                                                                   

Answer 1

       解：①由题可知电势φ_A＞φ_C＞φ_B，而沿电场线的方向电势降低．则电场线的方向由A指向B．

点A的电势能为：E_PA=qφ_A=﹣6×10^﹣6C×5V=﹣3×10^﹣5J

点B的电势能为：E_PB=qφ_B=﹣6×10^﹣6C×（﹣2）V=﹣1.2×10^﹣5J

点C的电势能为：E_PC=qφ_C=﹣6×10^﹣6C×0V=0

②AB两点间电势差U₁=φ_A﹣φ_B=7V，负电荷受电场力的方向由B指向A，电荷从A移到B点的过程中，电场力做负功，电荷的电势能增大．

W₁=U₁q=7V×（﹣6×10^﹣6C）=﹣4.2×10^﹣5J，电势能增大了4.2×10^﹣5J

③BC两点间电势差U₂=φ_B﹣φ_C=﹣2V，负电荷受电场力的方向由B指向C，电荷从B移到C点的过程中，电场力做正功，电荷的电势能减小．

W₂=U₂q=﹣2V×（﹣6×10^﹣6C）=1.2×10^﹣5J，电势能减小了1.2×10^﹣5J．

答：①该点电荷在A、B、C三点的电势能分别为﹣3×10^﹣5J、﹣1.2×10^﹣5J、0；

②若将P从A移到B，则静电力做功﹣4.2×10^﹣5J，电势能增大了4.2×10^﹣5J；

③若将P从B移到C，则静电力做功1.2×10^﹣5J，电势能减小了1.2×10^﹣5J．