例题一:
如图1所示,
图1
把电荷量为-5×10-9 C的电荷,从电场中的A点移到B点,其电势能__________(选填“增加”、“减少”或“不变”);若A点的电势UA=15 V,B点的电势UB=10 V,则此过程中静电力做的功为________ J.
思维步步高电势能变化和静电力做功有什么关系?负电荷从A点移动到B,静电力做正功还是负功?静电力做功和电势能的变化在数值上有什么关系?
解析 将电荷从电场中的A点移到B点,静电力做负功,其电势能增加;A点的电势能为EpA=qUA,B点的电势能为EpB=qUB,静电力做功等于电势能变化量的相反数,即W=EpA-EpB=-2.5×10-8 J.
答案 增加 -2.5×10-8 J
【变式训练】
如果把该电荷从B点移动到A点,电势能怎么变化?静电力做功的数值是多少?如果是一个正电荷从B点移动到A点,正电荷的带电荷量是5×10-9 C,电势能怎么变化?静电力做功如何?
答案 减少 2.5×10-8 J 增加 -2.5×10-8 J
解析 如果把该电荷从B点移动到A点,静电力做正功,电势能减少.静电力做功为2.5×10-8 J;如果电荷的带电性质为正电荷,从B点移动到A点,静电力做负功,电势能增加了,静电力做负功,数值为-2.5×10-8 J.
【方法总结】
电场中的功能关系: