(1)电荷从A移到B,再从B移到C的过程中电势能共改变了多少?
(2)如果规定A点的电势能为零,则该电荷在B点和C点的电势能分别为多少?
(3)如果规定B点的电势能为零,则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少?
解析 (1)WAC=WAB+WBC=(-3×10-5+1.2×10-5) J=-1.8×10-5J.
可见电势能增加了1.8×10-5J.
(2)如果规定A点的电势能为零,由公式得该电荷在B点的电势能为EpB=EpA-WAB=0-WAB=3×10-5J.
同理,C点的电势能为EpC=EpA-WAC=0-WAC=1.8×10-5J.
(3)如果规定B点的电势能为零,则该电荷在A点的电势能为:
EpA′=EpB′+WAB=0+WAB=-3×10-5J.
C点的电势能为EpC′=EpB′-WBC=0-WBC=-1.2×10-5J.
答案 见解析
1电势能的系统性:电势能由电场和电荷共同决定,但我们习惯说成电场中的电荷所具有的势能.
2电势能的相对性:电势能是一个相对量,其数值与零势能点的选取有关.
例2 在电场强度大小为E的匀强电场中,一质量为m、带电荷量为+q的物体从A点开始以某一初速度沿电场反方向做匀减速直线运动,其加速度的大小为,物体运动距离l到B时速度变为零.下列说法正确的是( )
A.物体克服电场力做功qEl
B.物体的电势能减少了qEl
C.物体的电势能增加了qEl
D.若选A点的电势能为零,则物体在B点的电势能为qEl
解析 物体所受电场力方向与运动方向相反,所以电场力做负功即克服电场力做功W=qEl,选项A正确;由于电场力做功等于电势能的减少量,电场力做负功,所以电势能增加了qEl,选项B错误,选项C正确;由WAB=EpA-EpB可知,当选A点的电势能为零时,EpB=-WAB=qEl,选项D正确.
答案 ACD