Question

2．如圖是一勻強(qiáng)電場(chǎng)，已知場(chǎng)強(qiáng)E=200N/C．現(xiàn)讓一個(gè)電量q=-4×10^-8C的電荷沿電場(chǎng)方向從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，MN間的距離s=30cm．試求：
（1）電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)電勢(shì)能的變化．   
（2）M，N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差．

Answer 1

分析 根據(jù)電場(chǎng)力的方向與電荷運(yùn)動(dòng)的方向之間的關(guān)系，判定電場(chǎng)力是做正功，還是做負(fù)功；電場(chǎng)力做正功，電荷的電勢(shì)能減��；電場(chǎng)力做負(fù)功，電荷的電勢(shì)能增．

解答 解：（1）由題圖可知，負(fù)電荷在該電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力F方向向左．
因此從M點(diǎn)移到N點(diǎn)，電荷克服電場(chǎng)力做功，電勢(shì)能增加，增加的電勢(shì)能△E_p等于電荷克服電場(chǎng)力做的功W．
電荷克服電場(chǎng)力做功為
   W=qEs=4×10^-8×2×10²×0.3 J=2.4×10^-6 J．
  即電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)電勢(shì)能增加了2.4×10^-6 J． 
（2）從M點(diǎn)到N點(diǎn)電場(chǎng)力對(duì)電荷做負(fù)功為W_MN=-2.4×10^-6 J．
則M、N兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為U_MN=$\frac{{W}_{MN}}{q}$=$\frac{2.4×1{0}^{-6}}{-4×1{0}^{-8}}$ V=60 V．
答：（1）電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)電勢(shì)能增加了2.4×10^-6 J．
（2）電荷從M點(diǎn)移到N點(diǎn)電勢(shì)60V

點(diǎn)評(píng) 此題考查電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系、電場(chǎng)強(qiáng)度與電壓的關(guān)系、電勢(shì)差的概念．屬于中檔題，難度適中．