Question

13．在電場(chǎng)中把電荷q=-2.0×10^-9C從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做了1.0×10^-7J的正功，再把q從B點(diǎn)移到C點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功4.0×10^-7J，則A、B、C三點(diǎn)中B點(diǎn)電勢(shì)最高，A、C之間的電勢(shì)差U_AC=150V；如果規(guī)定B點(diǎn)電勢(shì)為零，則A點(diǎn)的電勢(shì)φ_A=-50V，該電荷在C點(diǎn)的電勢(shì)能E_PC=4×10^-7J．

Answer 1

分析 根據(jù)電勢(shì)差的定義式求出各點(diǎn)間的電勢(shì)差，由電勢(shì)差等于兩點(diǎn)的電勢(shì)之差，分析電勢(shì)的高低．由公式E_PC=qφ_C求解C點(diǎn)的電勢(shì)能．

解答 解：A、B間電勢(shì)差：U_AB=$\frac{{W}_{AB}}{q}$=$\frac{1×1{0}^{-7}}{-2×1{0}^{-9}}$=-50V，可知A的電勢(shì)比B的低．
B、C間電勢(shì)差：U_BC=$\frac{{W}_{BC}}{q}$=$\frac{-4×1{0}^{-7}}{-2×1{0}^{-9}}$=200V，B的電勢(shì)比C的高．
A、C間電勢(shì)差：U_AC=$\frac{{W}_{AC}}{q}$=$\frac{{W}_{AB}+{W}_{BC}}{q}$=150V，A的電勢(shì)比C的高，則B點(diǎn)的電勢(shì)最高．規(guī)定B點(diǎn)電勢(shì)為零，由U_AB=φ_A-φ_B，φ_B=0，
則得φ_A=U_AB+φ_B=-50V
由U_AC=φ_A-φ_C，φ_A=-50V，
則得 φ_C=-200V
則該電荷在C點(diǎn)的電勢(shì)能 E_PC=-2.0×10^-9×（-200）J=4×10^-7J
故答案為：B，150，-50，4×10^-7．

點(diǎn)評(píng) 本題要掌握電勢(shì)差的定義式，知道電勢(shì)差是電場(chǎng)中的電勢(shì)之差，電勢(shì)可以任意取，但電勢(shì)差卻不變，就像高度與高度差一樣．電勢(shì)差可正可負(fù)，所以U=$\frac{W}{q}$公式中做功要注意正與負(fù)，電荷量也要代入電性．