题目
如图所示,电量为 q 的试验电荷,在电量为 + Q 的点电荷产生的电场中,沿半径为 R 的 3/4 圆弧轨道由 a 点移到 d 点,移动过程中电场力作功为 _____________; 从 d 点移到无穷远处的过程中,电场力作功为 _____________ 。
如图所示,电量为 q 的试验电荷,在电量为 + Q 的点电荷产生的电场中,沿半径为 R 的 3/4 圆弧轨道由 a 点移到 d 点,移动过程中电场力作功为 _____________; 从 d 点移到无穷远处的过程中,电场力作功为 _____________ 。
题目解答
答案
0;零;为0;为零;不做功;;
解析
步骤 1:电场力做功与电势能变化的关系
电场力做功等于电势能的变化量。在点电荷产生的电场中,电势能的变化量与电荷的移动路径无关,只与电荷的起始和终止位置有关。
步骤 2:计算从 a 点到 d 点的电场力做功
从 a 点到 d 点,电荷 q 沿着半径为 R 的 3/4 圆弧轨道移动。由于电势能的变化量与路径无关,因此电场力做功为零,因为 a 点和 d 点的电势能相同。
步骤 3:计算从 d 点到无穷远处的电场力做功
从 d 点到无穷远处,电荷 q 的电势能变化量为 -qVd,其中 Vd 是 d 点的电势。由于无穷远处的电势为零,所以电场力做功为 qVd。根据点电荷的电势公式,Vd = kQ/R,其中 k 是库仑常数,Q 是点电荷的电量,R 是 d 点到点电荷的距离。因此,电场力做功为 qkQ/R。
电场力做功等于电势能的变化量。在点电荷产生的电场中,电势能的变化量与电荷的移动路径无关,只与电荷的起始和终止位置有关。
步骤 2:计算从 a 点到 d 点的电场力做功
从 a 点到 d 点,电荷 q 沿着半径为 R 的 3/4 圆弧轨道移动。由于电势能的变化量与路径无关,因此电场力做功为零,因为 a 点和 d 点的电势能相同。
步骤 3:计算从 d 点到无穷远处的电场力做功
从 d 点到无穷远处,电荷 q 的电势能变化量为 -qVd,其中 Vd 是 d 点的电势。由于无穷远处的电势为零,所以电场力做功为 qVd。根据点电荷的电势公式,Vd = kQ/R,其中 k 是库仑常数,Q 是点电荷的电量,R 是 d 点到点电荷的距离。因此,电场力做功为 qkQ/R。