图214
解析:当电荷沿AB连线运动到B时,W=qEd,当电荷沿ACB运动到B时,W=FLcos θ+FL′cos 90°=qEd,当电荷沿ADB运动到B时,W=FL1cos α+FL2cos β=qEd。
答案:均为qEd
电势能的理解与计算
1.电势能是标量
电势能只有大小没有方向,但有正、负之分,正值表示该点比参考点处的电势能大,负值表示该点比参考点处的电势能小。
2.电势能和重力势能的对比
电势能 重力势能 定义 电场中的电荷具有的势能--电势能 重力场中的物体具有的势能--重力势能 系统性 电荷和电场 物体和地球 相对性 电荷在某点的电势能等于把电荷从该点移到零势能位置时电场力做的功 物体在某点的重力势能等于把物体从该点移到零势能位置时重力做的功
[典例] 有一带负电的点电荷,从电场中的A点移到B点时,克服电场力做功6×10-4 J。从B点移到C点时,电场力做功9×10-4 J,问:
(1)若以A为零势能点,B、C两点的电势能各为多少?A、C间的电势能之差为多少?
(2)若以B为零势能点,A、C两点的电势能各为多少?A、C间的电势能之差为多少?
[解析] (1)从A点移到B点,克服电场力做功6×10-4 J,电势能增加6×10-4 J,由于A点的电势能为零,故B点电势能为6×10-4 J。从B点移到C点,电场力做功9×10-4 J,电势能减少9×10-4 J,故C点电势能为-3×10-4 J。由于A为零势能点,故A、C间的电势能之差为3×10-4 J。
(2)以B点为零势能点,将电荷从A点移到B点,电势能增加6×10-4 J,B点电势能为零,故A点电势能为-6×10-4 J。从B点移到C点,电势能减少9×10-4 J,故C点电势能为-9×10-4 J,A、C间的电势能之差为3×10-4 J。
[答案] (1)6×10-4 J -3×10-4 J 3×10-4 J