Question

為使點(diǎn)電荷q在一勻強(qiáng)電場(chǎng)中沿直線勻速地由A運(yùn)動(dòng)到B，必須對(duì)該電荷施加一個(gè)恒力F，如圖所示．若AB=0.4m，α=37⁰，q=-3×10^-7C，F(xiàn)=1.5×10^-4N，A點(diǎn)的電勢(shì)為100V（不計(jì)電荷受到的重力）．
（1）在圖中用實(shí)線畫(huà)出電場(chǎng)線，用虛線畫(huà)出通過(guò)A、B兩點(diǎn)的等勢(shì)線．
（2）B點(diǎn)的電勢(shì)為多少．
（3）q 在由A到B的過(guò)程中電勢(shì)能的變化量是多少．

Answer 1

分析：（1）點(diǎn)電荷勻速地從由A運(yùn)動(dòng)到B，電場(chǎng)力與外力F二力平衡，可判斷電場(chǎng)力方向，根據(jù)負(fù)電荷所受的電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，即可確定出場(chǎng)強(qiáng)的方向，從而畫(huà)出電場(chǎng)線．根據(jù)等勢(shì)線與電場(chǎng)線垂直，畫(huà)出通過(guò)A、B兩點(diǎn)的等勢(shì)線．
（2）由F=qE求出電場(chǎng)強(qiáng)度E，根據(jù)U=Ed求出A、B間電勢(shì)差，即可求得B點(diǎn)的電勢(shì)．
（3）由W=qU求出電場(chǎng)力做功，即可求得電勢(shì)能的變化量．

解答：解：（1）據(jù)題意，點(diǎn)電荷勻速地從由A運(yùn)動(dòng)到B，電場(chǎng)力與外力F二力平衡，又根據(jù)負(fù)電荷所受的電場(chǎng)力方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，則得場(chǎng)強(qiáng)的方向斜向左上方，畫(huà)出電場(chǎng)線如圖．根據(jù)等勢(shì)線與電場(chǎng)線垂直，畫(huà)出通過(guò)A、B兩點(diǎn)的等勢(shì)線，如圖所示．
（2）由F=qE得：場(chǎng)強(qiáng)E=

F

q

=500N/C
A、B間的電勢(shì)差φ_A-φ_B=E?

.

AB

cos37°
則得B點(diǎn)的電勢(shì)φ_B=φ_A-E?

.

AB

cos37°=100-500×0.4×0.8=-60V
（3）點(diǎn)電荷從由A運(yùn)動(dòng)到B，電場(chǎng)力做功W=q（φ_A-φ_B）=-4.8×10^-5J
故點(diǎn)電荷的電勢(shì)能增大4.8×10^-5J
答：
（1）在圖中用實(shí)線畫(huà)出電場(chǎng)線，用虛線畫(huà)出通過(guò)A、B兩點(diǎn)的等勢(shì)線如圖所示．
（2）B點(diǎn)的電勢(shì)為-60V．
（3）q 在由A到B的過(guò)程中電勢(shì)能增大4.8×10^-5J．

點(diǎn)評(píng)：本題的解題關(guān)鍵要掌握電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系、電場(chǎng)線與等勢(shì)線的關(guān)系、電勢(shì)能的變化與電場(chǎng)力做功的關(guān)系、電勢(shì)與電勢(shì)差的關(guān)系等等電場(chǎng)的基本知識(shí)．