为了使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速由A点运动到B点，必须对该电荷施加一个恒力F。如图所示，若AB=0.4 m，θ=37°，q=-3.0×10-7 C

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为了使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速由A点运动到B点，必须对该电荷施加一个恒力F。如图所示，若AB=0.4 m，θ=37°，q=-3.0×10^-7 C，F=1.5×10^-4 N，A点电势φ_A=100 V。（不计电荷所受到的重力）
(1)在图中用实线画出电场线，用虚线画出通过A、B两点的等势线，并标明它们的电势；
(2)求q在由A到B的过程中电势能的改变量是多少？

答案

解：电荷由A点匀速运动到B点，说明电荷受到的电场力与恒力F大小相等，方向相反，故电场线与力F方向相同。等势线垂直于该点的电场线。如图所示
电荷由A点运动到B点的过程中，电场力所做的功为W=-Eq·AB·cosθ= -F·AB·cosθ=-1.5×10^-4×0.4×0.8 J=-4.8×10^-5 J
根据功能关系可知，电势能将增加4.8×10^-5 J
根据W=q（φ_A-φ_B）得，B点电势为-60 V