Question

為使點電荷q在一勻強電場中沿直線勻速地由A運動到B，必須對該電荷施加一個恒力F，如圖所示．若AB=0.4m，α=37⁰，q=-3×10^-7C，F=1.5×10^-4N，A點的電勢為100V（不計電荷受到的重力）．
（1）在圖中用實線畫出電場線，用虛線畫出通過A、B兩點的等勢線．
（2）B點的電勢為多少．
（3）q在由A到B的過程中電勢能的變化量是多少．

Answer 1

（1）據題意，點電荷勻速地從由A運動到B，電場力與外力F二力平衡，又根據負電荷所受的電場力方向與場強方向相反，則得場強的方向斜向左上方，畫出電場線如圖．根據等勢線與電場線垂直，畫出通過A、B兩點的等勢線，如圖所示．
（2）由F=qE得：場強E=

F

q

=500N/C
A、B間的電勢差φ_A-φ_B=E?

.

AB

cos37°
則得B點的電勢φ_B=φ_A-E?

.

AB

cos37°=100-500×0.4×0.8=-60V
（3）點電荷從由A運動到B，電場力做功W=q（φ_A-φ_B）=-4.8×10^-5J
故點電荷的電勢能增大4.8×10^-5J
答：
（1）在圖中用實線畫出電場線，用虛線畫出通過A、B兩點的等勢線如圖所示．
（2）B點的電勢為-60V．
（3）q 在由A到B的過程中電勢能增大4.8×10^-5J．