Question

所示，在正的点电荷Q的电场中有a、b两点，它们到点电荷Q的距离r₁＜r₂．
（l）a、b两点哪点电势高？
（2）将一负电荷放在a、b两点，哪点电势能较大？
（3）若a、b两点间的电势差大小为100V，将二价负离子由a点移到b点电场力对电荷做功多少？（二价负离子电量q=-2×1.6×10-19C）

Answer

（1）画出正的点电荷形成电场的电场线和等势面分布，根据沿着电场线的方向电势降低可判断电势高低；
（2）根据电场力做功与电势能的关系可判电势能的高低；
（3）根据公式WAB=UABq可求电场力的功．
【解析】
（1）由于r1＜r2，a点离正点电荷近，所以φa＞φb ①
（2）由①可知φa＞φb，所以Uab=φa-φb＞0，当把负电荷从a点移往b点过程，电场力做功Wab=qUab＜0，电场力做负功，电势能增加，负电荷在b点电势能较大；
（3）若Uab=100V，二价负离子电量q=-2×1.6×10-19C=-3.2×10-19C，
将该离子从a点移往b点，
电场力做功 Wab=qUab=-3.2×10-17J，
即克服电场力做功 3.2×10-17J
答：a点的电势比b点电势高，负电荷在b点电势能较大，二价负离子由a点移到b点电场力对电荷做功为-3.2×10-17J．