Question

3．在一個(gè)點(diǎn)電荷電場(chǎng)中，把電量為1.0×10^-9C的帶正電的檢驗(yàn)電荷，從極遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中P點(diǎn)，電場(chǎng)力作功1.8×10^-7J，則檢驗(yàn)電荷的電勢(shì)能變化情況是-1.8×10^-7J．若以極遠(yuǎn)處為零電勢(shì)能位置，則電荷在場(chǎng)中P點(diǎn)的電勢(shì)能為1.8×10^-7J，P點(diǎn)的電勢(shì)為-1.8×10²V．

Answer 1

分析 由題，1.0×10^-9C的正點(diǎn)電荷從無限遠(yuǎn)處移至電場(chǎng)中的P點(diǎn)，電場(chǎng)力做功W=1.8×10^-7J，其電勢(shì)能減小，
根據(jù)電場(chǎng)力做功求出無限遠(yuǎn)與P點(diǎn)間的電勢(shì)差，無限遠(yuǎn)電勢(shì)為零，再求出P點(diǎn)的電勢(shì)及電勢(shì)能．電勢(shì)反映電場(chǎng)本身的性質(zhì)的物理量，與試探電荷無關(guān)．

解答 解：從極遠(yuǎn)處移到電場(chǎng)中P點(diǎn)，因電場(chǎng)力做正功，導(dǎo)致電勢(shì)能減小，
電勢(shì)能的變化量即為電場(chǎng)力做功的值，電勢(shì)能減小量為1.8×10^-7J，
以極遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，該電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能     E_P=W=1.8×10^-7J
無窮遠(yuǎn)和P點(diǎn)的電勢(shì)差：U_OP=$\frac{{W}_{OP}}{q}$=$\frac{1.8×1{0}^{-7}}{1×1{0}^{-9}}$V=1.8×10²V
以無窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零，P點(diǎn)的電勢(shì)為   φ_P=-U_OP=-1.8×10²V
故答案為：-1.8×10^-7J，1.8×10^-7J，1.8×10²V．

點(diǎn)評(píng) 本題中對(duì)于電場(chǎng)力做功與電荷變化的關(guān)系要掌握．電勢(shì)是描述電場(chǎng)本身性質(zhì)的物理量，與試探電荷無關(guān)．