Question

15．如圖所示，兩個(gè)大平行金屬板M、N間距離d=1.2cm，兩板接在電壓U=240V的電源上，M板接地，板間A點(diǎn)距M板0.2cm，B點(diǎn)距N板0.5cm，一個(gè)q=-3×10^-4 C的點(diǎn)電荷放在A點(diǎn)處，則：該電荷在A點(diǎn)所受的靜電力F=6N； A點(diǎn)的電勢(shì)φ_A=
40V 和該電荷在B點(diǎn)所具有的電勢(shì)能E_pB=-4.2×10^-2J．

Answer 1

分析 根據(jù)E=$\frac{U}9rrp77t$求場(chǎng)強(qiáng)，根據(jù)F=qE求靜電力F；該電荷在B點(diǎn)所具有的電勢(shì)能等于從M移到B過(guò)程克服電場(chǎng)力做的功．

解答 解：該電荷在A點(diǎn)所受的靜電力 F=q$\frac{U}jxvz9pt$=$\frac{3×1{0}^{-4}×240}{1.2×1{0}^{-2}}$N=6N
AM間的電勢(shì)差 U_AM=$\frac{U}fxx5fzf$•d_AM=$\frac{240}{1.2×1{0}^{-2}}$×0.2×10^-2=40V
因M板的電勢(shì)為0，M點(diǎn)的電勢(shì)等于AM間的電勢(shì)差U_AM，為40V．
假設(shè)把電荷從M移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為：
  W=q$\frac{U}nxlzvrj$d_MB=-3×10^-4×$\frac{240}{1.2×1{0}^{-2}}$×0.7×10^-2=4.2×10^-2J
電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，故電荷在B點(diǎn)所具有的電勢(shì)能為-4.2×10^-2J
故答案為：6 N；40 V；-4.2×10^-2 J．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵掌握三個(gè)公式：U=Ed；W=qU；W_AB=E_PA-E_PB；同時(shí)明確接地表示電勢(shì)為零，注意電勢(shì)能的正負(fù)．