問題詳情:
為使帶負電的點電荷q在一勻強電場中沿直線勻速地由A運動到B,必須對該電荷施加一個恆力F,如圖所示.若AB=0.4m,α=37°,q=﹣3×10﹣7C,F=1.5×10﹣4N,A點電勢φA=100V(不計重力,sin 37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)在圖中用實線畫出電場線,用虛線畫出通過A、B兩點的等勢線,並標明它們的電勢值,求出場強和AB間的電勢差.
(2)求q在由A到B的過程中電勢能的變化量是多少?
【回答】
解:(1)據題意,點電荷勻速地從由A運動到B,電場力與外力F二力平衡,又根據負電荷所受的電場力方向與場強方向相反,則得場強的方向斜向左上方,畫出電場線如圖.根據等勢線與電場線垂直,畫出通過A、B兩點的等勢線,如圖所示.
(2)由F=qE得:場強E=
A、B間的電勢差UAB=φA﹣φB=cos37°=500×0.4×0.8=160V
則得B點的電勢φB=φA﹣cos37°=100﹣500×0.4×0.8=﹣60V
(3)點電荷從由A運動到B,電場力做功W=q(φA﹣φB)=﹣4.8×10﹣5J
故點電荷的電勢能增大4.8×10﹣5J
答:(1)在圖中用實線畫出電場線,用虛線畫出通過A、B兩點的等勢線如圖所示.電場強度為500N/C,AB間的電勢差為160V,B點的電勢為﹣60V.
(3)q 在由A到B的過程中電勢能增大4.8×10﹣5J.
知識點:靜電場及其應用單元測試
題型:計算題