Question

2．如圖所示，平行金屬帶電極板A、B間可看作勻強(qiáng)電場(chǎng)，極板間距離d=5cm．電場(chǎng)中C和D分別到A、B兩板間垂直距離均為2cm，B極接地，把一電量q₁=-2.0×10^-9C的點(diǎn)電荷由C點(diǎn)移到M點(diǎn)（圖中未標(biāo)出M點(diǎn)0，電場(chǎng)力做功4.0×10^-7J，把該電荷由M點(diǎn)移到D點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功為2.0×10^-7J．求：
（1）C和D兩點(diǎn)間電勢(shì)差U_CD；
（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E的大小；
（3）將點(diǎn)電荷q₂=4×10^-9C從D點(diǎn)移到C點(diǎn)的過程中，該點(diǎn)電荷的電勢(shì)能變化量E_p=-4×10^-7J．

Answer 1

分析 根據(jù)電勢(shì)差公式U=$\frac{W}{q}$，可求出電勢(shì)差，
電場(chǎng)中C和D分別到A、B兩板間垂直距離均為2cm，根據(jù)E=$\frac{U}pn711tr$求解勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E的大��；
根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的變化量的關(guān)系求解．

解答 解：（1）把一電量q₁=-2.0×10^-9C的點(diǎn)電荷由C點(diǎn)移到M點(diǎn)電場(chǎng)力做功4.0×10^-7J，把該電荷由M點(diǎn)移到D點(diǎn)，克服電場(chǎng)力做功為2.0×10^-7J．
根據(jù)電勢(shì)差公式U=$\frac{W}{q}$得：
U_CD=$\frac{4{×10}^{-7}+（-2{×10}^{-7}）}{-2{×10}^{-9}}$=-100V，
（2）極板間距離d=5cm．電場(chǎng)中C和D分別到A、B兩板間垂直距離均為2cm，
勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為：E=$\frac{U}n9d71fp$=$\frac{100}{0.01}$=1×10⁴ V/m，
（3）將點(diǎn)電荷q₂=4×10^-9C從D點(diǎn)移到C點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力做功為：
W=qU_DC=4×10^-9×100=4×10^-7J，
電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，
所以該點(diǎn)電荷的電勢(shì)能變化量為：△E_p=-4×10^-7J；
答：（1）C和D兩點(diǎn)間電勢(shì)差是-100V；
（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)E的大小是1×10⁴ V/m，
（3）點(diǎn)電荷的電勢(shì)能變化量是-4×10^-7J

點(diǎn)評(píng) 本題要注意運(yùn)用公式U=$\frac{W}{q}$求解電勢(shì)差時(shí)，公式U中U、W、q三個(gè)量可都代入符號(hào)，要注意電荷克服電場(chǎng)力做功，電場(chǎng)力做的是負(fù)功．