Question

11．在勻強(qiáng)電場(chǎng)中建立空間坐標(biāo)系O-xyz，電場(chǎng)線(xiàn)與xOy平面平行，與xOz平面夾角37°，在xOz平面內(nèi)有A、B、C三點(diǎn)，三點(diǎn)連線(xiàn)構(gòu)成等邊三角形，其中一邊與Ox軸重合．已知點(diǎn)電荷q=-1.0×10^-8C在A點(diǎn)所受電場(chǎng)力大小為1.25×10^-5N；將其從A點(diǎn)移到B點(diǎn)過(guò)程中克服電場(chǎng)力做功2.0×10^-6J，從B點(diǎn)移到C點(diǎn)其電勢(shì)能減少4.0×10^-6J，則A、B、C三點(diǎn)中電勢(shì)最高的點(diǎn)是C點(diǎn)，等邊三角形的邊長(zhǎng)為0.4m．（cos37°=0.8，sin37°=0.6）

Answer 1

分析 根據(jù)電場(chǎng)力做功正負(fù)分析電勢(shì)能的變化，結(jié)合推論：負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小，在電勢(shì)低處電勢(shì)能大，分析電勢(shì)的高低．由電場(chǎng)力做功公式求等邊三角形的邊長(zhǎng)．

解答 解：將負(fù)點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)過(guò)程中克服電場(chǎng)力做功2.0×10^-6J，電勢(shì)能增大2.0×10^-6J，從B點(diǎn)移到C點(diǎn)其電勢(shì)能減少4.0×10^-6J，所以C點(diǎn)的電勢(shì)能最小，由推論：負(fù)電荷在電勢(shì)高處電勢(shì)能小，在電勢(shì)低處電勢(shì)能大，則C點(diǎn)的電勢(shì)最高．
由于點(diǎn)電荷從B移動(dòng)到C電勢(shì)能變化量最大，由等邊三角形的對(duì)稱(chēng)性可知，BC邊應(yīng)與x軸重合，設(shè)等邊三角形的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)．
從B點(diǎn)移到C點(diǎn)電場(chǎng)力做功 W=4.0×10^-6J
已知點(diǎn)電荷q=-1.0×10^-8C在A點(diǎn)所受電場(chǎng)力大小為 F=1.25×10^-5N，由W=FLcos37°得 L=$\frac{W}{Fcos37°}$=$\frac{4.0×1{0}^{-6}}{1.25×1{0}^{-5}×0.8}$=0.4m
故答案為：C；0.4．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵要明確電勢(shì)能變化與電場(chǎng)力做功的關(guān)系，電場(chǎng)力做功與電場(chǎng)力的關(guān)系，要有空間想象能力，運(yùn)用電場(chǎng)知識(shí)解答．