Question

2．如圖所示，平行金屬帶電極板A、B間可看作勻強電場，極板間距離d=5cm．電場中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的點電荷由C點移到M點（圖中未標出M點0，電場力做功4.0×10^-7J，把該電荷由M點移到D點，克服電場力做功為2.0×10^-7J．求：
（1）C和D兩點間電勢差U_CD；
（2）勻強電場的場強E的大�。�
（3）將點電荷q₂=4×10^-9C從D點移到C點的過程中，該點電荷的電勢能變化量E_p=-4×10^-7J．

Answer 1

分析 根據(jù)電勢差公式U=$\frac{W}{q}$，可求出電勢差，
電場中C和D分別到A、B兩板間垂直距離均為2cm，根據(jù)E=$\frac{U}cluyfln$求解勻強電場的場強E的大�。�
根據(jù)電場力做功與電勢能的變化量的關(guān)系求解．

解答 解：（1）把一電量q₁=-2.0×10^-9C的點電荷由C點移到M點電場力做功4.0×10^-7J，把該電荷由M點移到D點，克服電場力做功為2.0×10^-7J．
根據(jù)電勢差公式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．電場中C和D分別到A、B兩板間垂直距離均為2cm，
勻強電場的場強為：E=$\frac{U}ekqr9w5$=$\frac{100}{0.01}$=1×10⁴ V/m，
（3）將點電荷q₂=4×10^-9C從D點移到C點的過程中，電場力做功為：
W=qU_DC=4×10^-9×100=4×10^-7J，
電場力做正功，電勢能減小，
所以該點電荷的電勢能變化量為：△E_p=-4×10^-7J；
答：（1）C和D兩點間電勢差是-100V；
（2）勻強電場的場強E的大小是1×10⁴ V/m，
（3）點電荷的電勢能變化量是-4×10^-7J

點評 本題要注意運用公式U=$\frac{W}{q}$求解電勢差時，公式U中U、W、q三個量可都代入符號，要注意電荷克服電場力做功，電場力做的是負功．