如圖所示,a、b、c、d為勻強電場中四個等勢面,相鄰等勢面間距離為2cm,已知UAC=60V,求:
(1)電場強度是多大?
(2)設B點電勢為零,求A、C、D、P點的電勢.
(3)求將q=-1.0×10-10C的點電荷由A移到D電場力所做的功WAD
(4)將q=2×10-10C的點電荷由B移到C,再經(jīng)D最后回到P,電場力所做的功WBCDP
分析:(1)電場線和等勢面垂直,求出AC間的距離,根據(jù)E=
U
d
求出勻強電場的電場強度.
(2)求出B點與各點間的電勢差,從而根據(jù)B點的電勢求出A、C、D、P點的電勢.
(3)求出AD間的電勢差,根據(jù)WAD=qUAD求出電場力做功.
(4)抓住電場力做功與路徑無關,找出兩點間的電勢差,即可求出電場力做功.
解答:解:(1)AC間的距離為4cm.
則E=
UAC
d
=
60
0.04
V/m=1500V/m

故勻強電場的場強為1500V/m.
(2)根據(jù)A點的電勢大于C點的電勢,知電場強度的方向水平向右.
UAB=1500×0.02V=30V,因為φB=0,則φA=30V.
UBC=30V,則φC=-30V.UBD=60V,則φD=-60V.
P點與B點等電勢,所以φp=0V.
故A、C、D、P點的電勢分別為:30V、-30V、-60V、0V.
(3)UADAD=90V
WAD=qUAD=-1×10-10×90J=-9×10-9J.
故點電荷由A移到D電場力所做的功為-9×10-9J.
(4)B、P兩點等電勢,則B、P間的電勢差為0,根據(jù)W=qU知,電場力做功為0.
故電場力所做的功WBCDP=0.
點評:解決本題的關鍵知道等勢面與電場線關系,掌握勻強電場的場強公式,以及電場力做功與電勢差的關系.
練習冊系列答案
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0.02
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C
C

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0.6
0.6
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0.33
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3
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3
cm,ab和ac的夾角為60°.試確定場強的大小和方向.

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