Question

1．如图所示，在匀强电场中，有A．B两点，它们间距为2cm，两点的连线与场强方向成60°角．将一个电量为-2×10^-3C的电荷由A移到B，其电势能增加了0.1J．则：
（1）在此过程中，电场力对该电荷做了多少功；
（2）A．B两点的电势差U_AB为多少；
（3）匀强电场的场强为多大．

Answer 1

分析 （1）根据电场力做功与电势能之间的关系，可以判断电场力做功的多少；
（2）由电场力做功的公式W=qU，可以求得电势差；
（3）由电势差的公式U=Ed可以求得电场的场强．

解答 解：（1）电场力做正功，电势能就减小，电场力做负功，电势能就增加，增加的电势能等于电场力做的功，所以电荷由A移到B，其电势能增加了0.1J，电场力对电荷就做-0.1J的功．
（2）由W_AB=qU_AB可得，U_AB=$\frac{{W}_{AB}}{q}$=$\frac{-0.1}{-2×1{0}^{-3}}$V=50V，
（3）A、B两点间的沿电场线方向的距离为 d=2×cos60°=1cm=1×10^-2 m，
由U=Ed得，E=$\frac{U}{d}$=$\frac{50}{1×1{0}^{-2}}$V/m=5×10³ V/m．
答：
（1）在此过程中，电场力对该电荷做功为-0.1J；
（2）A、B两点的电势差U_AB为50V；
（3）匀强电场的场强为5×10³ V/m．

点评 在电场中计算电势差时一定要所注意带着符号来运算，计算电场强度时，两点之间的距离一定是沿电场方向的距离．