Question

16．如圖所示，平行板M和N之間有勻強(qiáng)電場(chǎng)，N板接地，A、B、C是電場(chǎng)中的三點(diǎn)，其中A點(diǎn)距離N板1cm．已知電量為q=2.0×10^-9C的正電荷在B點(diǎn)時(shí)受到的電場(chǎng)力F=8.0×10^-6N，將該電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn)電場(chǎng)力做的功為W=4.0×10^-7J．求：
（1）B、C間的電勢(shì)差U_BC；
（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E；
（3）電荷放在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能E_P．

Answer 1

分析 （1）由電勢(shì)差的定義U_BC=$\frac{{W}_{BC}}{q}$計(jì)算；
（2）根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度定義E=$\frac{F}{q}$計(jì)算勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度；
（3）先計(jì)算A點(diǎn)的電勢(shì)，再求電荷放在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能．

解答 解：（1）由電勢(shì)差的定義可得：U_BC=$\frac{{W}_{BC}}{q}$=$\frac{4.0×1{0}^{-7}}{2×1{0}^{-9}}$=200V；
（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為：E=$\frac{F}{q}$=$\frac{8×1{0}^{-6}}{2×1{0}^{-9}}$=4000V/m；
（3）因?yàn)锳點(diǎn)距離N板1cm，所以A和N之間的電勢(shì)差為：U_AN=dE=4000×1×10^-2=40V
因?yàn)椋篣_AN=φ_A-φ_N=φ_A-0
所以A點(diǎn)的電勢(shì)為：φ_A=40V
所以電荷放在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能為：E_P=qφ_A=2.0×10^-9×40=8.0×10^-8J．
答：（1）B、C間的電勢(shì)差為200V；
（2）勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為4000V/m；
（3）電荷放在A點(diǎn)具有的電勢(shì)能為8.0×10^-8J．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系U=Ed，注意d為沿電場(chǎng)線方向上的距離．還要注意電勢(shì)差和電勢(shì)能的理解和運(yùn)用．