《2025年同步解析与测评课时练人民教育出版社物理必修第三册人教版增强版》

【例2】如图所示，负电荷仅受静电力作用沿虚线从A点运动到B点，则运动过程中静电力对其做功和电势能变化情况分别是 （ ）


[学会审题]


A. 做负功、电势能增加
B. 做正功、电势能增加
C. 做负功、电势能减少
D. 做正功、电势能减少

答案： D

##### 主题探索三 电势
###### 问题情境
如图所示的匀强电场，电场强度为E，取O点为零势能点，A点到O点的距离为l，AO连线与电场强度负方向的夹角为θ。

1. 电荷量分别为q、2q、nq的正电荷在A点的电势能分别为多少？
2. 是否可以用电势能这一物理量来表征电场的性质？
3. 电荷量分别为q、2q、nq的正电荷的电势能与电荷量的比值有什么关系？该比值有什么特点？
4. 为了描述电场的性质，你认为可以引入一个什么样的物理量？引入的这个物理量有什么特点？

答案： 1.电荷量为q的正电荷在A点的电势能为$E_{p1}=W_{AO}=Eql\cos\theta$。同理，电荷量为2q的正电荷在A点的电势能为$E_{p2}=W_{AO}' = 2Eql\cos\theta$，电荷量为nq的正电荷在A点的电势能为$E_{p3}=W_{AO}'' =$
2.不可以。因为电荷在电场中某位置的电势能不但与电场有关，还与电荷的电荷量和电性有关。
3.对电荷量为q的正电荷，$\frac{E_{p1}}{q}=El\cos\theta$；对电荷量为2q的正电荷，$\frac{E_{p2}}{2q}=El\cos\theta$；对电荷量为nq的正电荷，$\frac{E_{p3}}{nq}=El\cos\theta$。显然，对于电场中某个确定的点，不同电荷的电势能与其电荷量的比值是一个定值，该比值与电荷的电荷量和带电种类无关，只与电场本身有关。
4.可以用电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值定义一个新的物理量（电势）来表示电场的性质。电势是标量，其大小与零电势点的选取有关，与试探电荷无关。

【例3】把电荷量为1.0×10⁻⁸ C的正电荷从无限远处移到电场中的A点，需要克服静电力做功W = 1.2×10⁻⁴ J。
(1) 正电荷在A点的电势能和A点的电势各是多少？
(2) 正电荷未移入电场前，A点的电势是多少？

答案：
(1)$1.2×10^{-4}J$ $1.2×10^{4}V$
(2)$1.2×10^{4}V$