Question

16．電荷量Q=-1.6×10^-4C的負(fù)電荷A固定不動(dòng)，一帶電荷量q=1.0×10^-8C的正點(diǎn)電荷B從距A無窮遠(yuǎn)處移動(dòng)到距A為2cm的P點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功為1.8×10^-5J．取距電荷A無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，求：
（1）P點(diǎn)的電勢(shì)；
（2）電荷在P點(diǎn)所受的電場(chǎng)力．
（3）若在p點(diǎn)處由靜止釋放帶電荷量和B電荷量相等的負(fù)電荷，它能獲得的最大動(dòng)能．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系，求電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，再由φ=$\frac{{E}_{p}}{q}$求電勢(shì)．
（2）根據(jù)庫侖定律求解電荷B在P點(diǎn)處所受的電場(chǎng)力大�。�
（3）若在P處自由釋放電荷B，運(yùn)動(dòng)到無窮遠(yuǎn)處時(shí)動(dòng)能最大，根據(jù)動(dòng)能定理求解最大動(dòng)能．

解答 解：（1）據(jù)題，正點(diǎn)電荷B從距A無窮遠(yuǎn)處移動(dòng)到P點(diǎn)，電場(chǎng)力做的功為1.8×10^-5J，電勢(shì)能減小1.8×10^-5J，取距電荷A無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，則點(diǎn)電荷B在P點(diǎn)的電勢(shì)能為
  E_p=-1.8×10^-5J
故P點(diǎn)的電勢(shì)為 φ=$\frac{{E}_{p}}{q}$=$\frac{-1.8×1{0}^{-5}}{1×1{0}^{-8}}$=-1800V
（2）電荷在P點(diǎn)所受的電場(chǎng)力為 F=k$\frac{Qq}{{r}^{2}}$=9×$1{0}^{9}×\frac{1.6×1{0}^{-4}×1×1{0}^{-8}}{0.0{2}^{2}}$N=36N
（3）由于兩個(gè)電荷都帶正電，則在P處自由釋放電荷B，運(yùn)動(dòng)到無窮遠(yuǎn)處時(shí)動(dòng)能最大，根據(jù)動(dòng)能定理得：
最大動(dòng)能 E_k=qU_P∞=-1.0×10^-8×（-1800-0）=1.8×10^-5 J．
答：
（1）P點(diǎn)的電勢(shì)是-1800V；
（2）電荷在P點(diǎn)所受的電場(chǎng)力是36N．
（3）若在p點(diǎn)處由靜止釋放帶電荷量和B電荷量相等的負(fù)電荷，它能獲得的最大動(dòng)能是1.8×10^-5 J．

點(diǎn)評(píng) 根據(jù)運(yùn)用動(dòng)能定理時(shí)，要注意電場(chǎng)力做功的正負(fù)，只要掌握電場(chǎng)的基本知識(shí)．