Question

12．如圖所示，水平放置的兩平行金屬板A、B接在U=4 000V的直流電源上，兩極板間距離為2cm，A極板接地，電場中a點(diǎn)距B極板1cm，b點(diǎn)和c點(diǎn)均距A極板0.5cm，求：
（1）a點(diǎn)的電場強(qiáng)度；
（2）a、c之間的電勢差；
（3）電子在b點(diǎn)的電勢能；
（4）電子從a點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)，電場力做的功．

Answer 1

分析 （1）AB間為勻強(qiáng)電場，根據(jù)E=$\frac{U}as5p6yx$求出a點(diǎn)的電場強(qiáng)度．
（2）根據(jù)U=Ed求出兩點(diǎn)間的電勢差．
（3）求出b點(diǎn)的電勢，根據(jù)E_P=qφ求出電子在b點(diǎn)的電勢能．
（4）根據(jù)W=qU求電場力做功．

解答 解：（1）由于是勻強(qiáng)電場，所以a兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為：
 E_a=$\frac{{U}_{AB}}{aapffop_{AB}}$=$\frac{4000}{0.02}$=2×10⁵V/m．
（2）a、c兩點(diǎn)的電勢差為：
 U_ca=Ed=2×10⁵×（0.1-0.05）=1000V；
故U_ac=-1000V；
（3）電子在b點(diǎn)的電勢能為：
E_p=e•φ_b=（-1.6×10^-19）×（-1000）=1.6×10^-16J．
（4）電子從a運(yùn)動到c，電場力所做的功為：
W_ac=eU_ac=（-1.6×10^-19）×（-1000）=1.6×10^-16J． 
答：（1）a、b兩點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小為2×10⁵V/m．
（2）a、c兩點(diǎn)之間的電勢差為-1000V
（3）電子在b點(diǎn)的電勢能為1.6×10^-16J．
（4）電子從a運(yùn)動到c點(diǎn)時，電場力所做的功為1.6×10^-16J

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵掌握勻強(qiáng)電場的電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系公式以及電勢能的公式E_P=qφ；注意明確公式中的物理量的符號問題．