D.电荷在电场中运动,因为有电场力对电荷做功,所以能量守恒定律在电场中不成立
解析:选BC 电场力做的功和电荷的运动路径无关,所以选项A错误;电场力做功只和电荷的初末位置有关,所以电荷从某点出发又回到了该点,电场力做功为零,选项B正确;正电荷沿电场线的方向运动,则正电荷受到的电场力和电荷的位移方向相同,故电场力对正电荷做正功,同理,负电荷逆着电场线的方向运动,电场力对负电荷做正功,选项C正确;电荷在电场中运动,虽然有电场力做功,但是电荷的电势能和其他形式的能间的转化满足能量守恒定律,选项D错误。
3.在场强为4×105 V/m的匀强电场中,一质子从A点移动到B点,如图142所示。已知AB间距离为20 cm,AB连线与电场线成30°角,求电场力做的功。
图142
解析:在匀强电场中电场力为F=qE
沿电场力方向的位移为lcos θ
电场力对质子做的功为W=qElcos θ=1.6×10-19×4×105×0.2× J=1.1×10-14 J。
答案:1.1×10-14 J
对电势能的理解
1.电势能的特性
系统性 电势能是由电场和电荷共同决定的,是属于电荷和电场所共有的,我们习惯上说成电荷的电势能 相对性 电势能是相对的,其大小与选定的参考点有关。确定电荷的电势能,首先应确定参考点,也就是零势能点的位置 标量性 电势能是标量,有正负但没有方向。电势能为正值表示电势能大于参考点的电势能,电势能为负值表示电势能小于参考点的电势能