Question

5．在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，將一電荷量為3×10^-5的負(fù)電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)，其電勢(shì)能增加了0.06J．已知A、B兩點(diǎn)間距為4cm，兩點(diǎn)連線與電場(chǎng)方向成60°角，求：
（1）在電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做的功W_AB．
（2）A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U_AB以B為零勢(shì)能點(diǎn)，A點(diǎn)電勢(shì)Φ_A．
（3）該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電勢(shì)能變化和電場(chǎng)力做功的關(guān)系，電勢(shì)能增加多少，電場(chǎng)力做負(fù)功多少；
（2）根據(jù)公式U_AB=$\frac{{W}_{AB}}{q}$列式求解A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U_AB，根據(jù)U_AB=Φ_A-Φ_B求解A點(diǎn)電勢(shì)Φ_A；
（3）由U=Ed求解電場(chǎng)強(qiáng)度E，d是兩點(diǎn)沿電場(chǎng)線方向的距離．

解答 解：（1）因?yàn)樨?fù)電荷由A移到B的過(guò)程中，電勢(shì)能增加了0.1J，所以電場(chǎng)力負(fù)功，大小為0.1J，即：
W_AB=-△E_AB=-0.1J；
（2）A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差：
U_AB=$\frac{{W}_{AB}}{q}$=$\frac{-0.06J}{-3×1{0}^{-5}}=2000V$
根據(jù)U_AB=Φ_A-Φ_B，有：
Φ_A=U_AB+Φ_B=2000V+0=2000V
（3）因?yàn)樵趧驈?qiáng)電場(chǎng)中U=Ed，所以有：
E=$\frac{U}sxkbhye=\frac{2000V}{0.04m×\frac{1}{2}}$=1.0×10⁵V/m
答：（1）在電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過(guò)程中，電場(chǎng)力做的功W_AB為-0.1J；
（2）A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U_AB以B為零勢(shì)能點(diǎn)，A點(diǎn)電勢(shì)Φ_A為2000V；
（3）該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E為1.0×10⁵V/m．

點(diǎn)評(píng) 本題考查電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能變化的關(guān)系、電勢(shì)差與場(chǎng)強(qiáng)的關(guān)系，都是電場(chǎng)中的基本知識(shí)，要加強(qiáng)學(xué)習(xí)，熟練掌握．