命题视角2 电势能的大小计算
将带电荷量为6×10-6C的负电荷从电场中A点移到B点,克服静电力做了3×10-5J的功,再从B点移到C点,静电力做了1.2×10-5J的功,求:
(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点的电势为零,则该电荷在A点和C点的电势能分别为多少?
[思路点拨] 电场力做功与电势能变化的关系式是WAB=EpA-EpB.
[解析] (1)电荷从A移到B克服静电力做了3×10-5J的功,即WAB=-3×10-5J,从B移到C的过程中静电力做了1.2×10-5J的功,即WBC=1.2×10-5J,整个过程电场力做功,即WAC=WAB+WBC=-3×10-5J+1.2×10-5J=-1.8×10-5J
电场力做负功,则电势能增加了1.8×10-5J.
(2)如果规定A点的电势为零,则EpA=0
由WAB=EpA-EpB得
EpB=EpA-WAB=0-(-3×10-5)J=3×10-5J
同理EpC=EpA-WAC=0-(-1.8×10-5)J=1.8×10-5J.
(3)如果规定B点的电势为零,则EpB=0,电荷从电场中A点移到B点,克服静电力做了3×10-5J的功,若电荷从电场中的B点移到A点,则静电力要做3×10-5J的功,即WBA=3×10-5J.
所以WBA=EpB-EpA
EpA=EpB-WBA=0-3×10-5J=-3×10-5J
同理EpC=EpB-WBC=0-1.2×10-5J=-1.2×10-5J.
[答案] (1)电势能增加了1.8×10-5 J (2)3×10-5J
1.8×10-5 J (3)-3×10-5 J -1.2×10-5 J
命题视角3 静电力做功与电势能变化的关系
如图甲所示,在一条电场线上有A、B两点,若从A点由静止释放一电子,假设电子仅受电场力作用,电子从A点运动到B点的速度-时间图象如图乙所示,则( )