Question

9．如圖是一勻強(qiáng)電場(chǎng)，在電場(chǎng)中有M、N、P三點(diǎn)，M、N的連線與電場(chǎng)線方向平行，P、N的連線與電場(chǎng)線方向垂直，P、M的連線與M、N的連線的夾角θ=37°．已知MP間的距離s=30cm．現(xiàn)將一個(gè)電荷量為q=-4×10^-8C的點(diǎn)電荷從M點(diǎn)沿MP連線移到P點(diǎn)，需克服電場(chǎng)力做功2.4×10^-6J．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）試求：
（1）若取M點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)，求P點(diǎn)的電勢(shì)φ_P．
（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小E．

Answer 1

分析 （1）結(jié)合電勢(shì)能的定義與電場(chǎng)力做功的特點(diǎn)，即可求出P點(diǎn)的電勢(shì)；
（2）明確公式U=Ed中d的物理意義，然后根據(jù)電場(chǎng)力做功特點(diǎn)即可正確解答．

解答 解：（1）若將電荷q從P點(diǎn)移到M點(diǎn)
有  W_PM=qU_PM=q（φ_P-φ_M） 
得P點(diǎn)的電勢(shì)φ_P=-$\frac{{W}_{PM}}{q}$+φ_M=-$\frac{{W}_{MP}}{q}$=$-\frac{-2.4×1{0}^{-6}}{-4×1{0}^{-8}}$=-60V 
（2）由U_MP=（φ_M-φ_P）=0-（-60）=60 V
所以E=$\frac{{U}_{MP}}z9f3n5j=\frac{{U}_{MP}}{s•cosθ}=\frac{60}{0.3×cos37°}=250$N/C 
答：（1）若取M點(diǎn)為零電勢(shì)點(diǎn)，P點(diǎn)的電勢(shì)是-60V．
（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小是250N/C．

點(diǎn)評(píng) 公式U=Ed的適用條件為勻強(qiáng)電場(chǎng)，d的含義為兩點(diǎn)之間沿電場(chǎng)線的距離，并非兩點(diǎn)之間的距離，因此對(duì)于物理公式要明確適用條件以及各個(gè)物理量的含義．