問題詳情:
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)電場強度為多大?
(2)設B點的電勢為零,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電場力做的功.
(4)將q=2×10﹣10C的點電荷由B移到C,再經D最後回到P,電場力所做的功Wbcdp.
【回答】
考點: 電勢差與電場強度的關係;電勢;電勢能.
專題: 電場力與電勢的*質專題.
分析: (1)電場線和等勢面垂直,求出AC間的距離,根據E=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=.
故勻強電場的場強為1500V/m.
(2)根據A點的電勢大於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)UAD=φA﹣φD=90V
則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W=qU知,電場力做功為0.
故電場力所做的功WBCDP=0.
答:(1)電場強度為1500V/m
(2)設B點的電勢為零,A、C、D、P點的電勢分別為30V,﹣30V,﹣60V,0.
(3)將q=﹣1.0×10﹣10C的點電荷由A移到D電場力做的功為﹣9×10﹣9J.
(4)將q=2×10﹣10C的點電荷由B移到C,再經D最後回到P,電場力所做的功Wbcdp為0
點評: 解決本題的關鍵知道等勢面與電場線關係,掌握勻強電場的場強公式,以及電場力做功與電勢差的關係.
知識點:靜電場及其應用單元測試
題型:計算題