Question

3．在一个点电荷电场中，把电量为1.0×10^-9C的带正电的检验电荷，从极远处移到电场中P点，电场力作功1.8×10^-7J，则检验电荷的电势能变化情况是-1.8×10^-7J．若以极远处为零电势能位置，则电荷在场中P点的电势能为1.8×10^-7J，P点的电势为-1.8×10²V．

Answer 1

分析 由题，1.0×10^-9C的正点电荷从无限远处移至电场中的P点，电场力做功W=1.8×10^-7J，其电势能减小，
根据电场力做功求出无限远与P点间的电势差，无限远电势为零，再求出P点的电势及电势能．电势反映电场本身的性质的物理量，与试探电荷无关．

解答 解：从极远处移到电场中P点，因电场力做正功，导致电势能减小，
电势能的变化量即为电场力做功的值，电势能减小量为1.8×10^-7J，
以极远处电势为零，该电荷在P点的电势能     E_P=W=1.8×10^-7J
无穷远和P点的电势差：U_OP=$\frac{{W}_{OP}}{q}$=$\frac{1.8×1{0}^{-7}}{1×1{0}^{-9}}$V=1.8×10²V
以无穷远处电势为零，P点的电势为   φ_P=-U_OP=-1.8×10²V
故答案为：-1.8×10^-7J，1.8×10^-7J，1.8×10²V．

点评 本题中对于电场力做功与电荷变化的关系要掌握．电势是描述电场本身性质的物理量，与试探电荷无关．