Question

4．如图所示，在匀强电场中，将一电荷量为2×10^-5C的电荷由B点移到A点，其电势能减少了0.1J，已知A、B两点间距离为2cm，两点连线与电场方向成60°角，求：
（1）电荷由A移到B的过程中，电场力所做的功W_AB；
（2）B、A两点间的电势差U_BA；
（3）该匀强电场的电场强度E．

Answer 1

分析 ①根据电势能变化和电场力做功的关系，电势能增加多少，电场力做负功多少．
②由U=$\frac{W}{q}$求解电势差．
③由U=Ed求解电场强度E．d是两点沿电场线方向的距离．

解答 解：
①电荷由B点移到A点，其电势能减少了0.1J，故电荷由A点移到B点，其电势能增加了0.1J，
因为负电荷由B移到A的过程中，电势能增加了0.1J，所以电场力负功，大小为0.1J，即W=-△E=-0.1J．
②BA两点间的电势差：U_BA=$\frac{{W}_{BA}}{q}=\frac{-0.1}{-2×1{0}^{-5}}V=5×1{0}^{3}V$．
③因为在匀强电场中U=Ed，所以有：E=$\frac{{U}_{BA}}{d}=\frac{5×1{0}^{3}}{0.02×cos60°}$=5×10⁵V/m
答：
①在电荷由A移到B的过程中，电场力做了-0.1J功．
②A、B两点间的电势差为5×10³V．
③该匀强电场的电场强度为5×10⁵V/m

点评 本题考查电场力做功与电势能变化的关系、电势差与场强的关系，都是电场中的基本知识，要加强学习，熟练掌握．