Question

8．如圖所示，水平放置的帶電平行板M、N相距10cm，A點(diǎn)距M板3cm，AB間距為10cm，且與水平方向成30°角，將一帶電荷量為2.0×10^-6C的正電荷q由A點(diǎn)沿AB直線移到B點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為1.6×10^-6 J．試求：
（1）板間電場(chǎng)強(qiáng)度；
（2）M、N兩板間的電勢(shì)差；
（3）電荷q在B點(diǎn)的電勢(shì)能．

Answer 1

分析 由圖可知，M板接地，所以M點(diǎn)的電勢(shì)為零，根據(jù)公式U_AB=$\frac{{w}_{AB}}{q}$計(jì)算AB間的電勢(shì)差，根據(jù)公式E=$\frac{{U}_{AB}}{t6rfevj_{AB}}$計(jì)算電場(chǎng)強(qiáng)度E，再根據(jù)U_MN=Ed求出MN兩板電勢(shì)差，根據(jù)U_MA=Ed_MA=φ_M-φ_A，求出φ_A，再結(jié)合U_AB=φ_A-φ_B，計(jì)算φ_B得出電荷q在B點(diǎn)的電勢(shì)能E_p=qφ

解答 解：A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)差為：U_AB=$\frac{{w}_{AB}}{q}$=$\frac{1.6×1{0}^{-6}}{2.0×1{0}^{-6}}$=0.8V，d_AB=Lsin30°=0.5cm
則電場(chǎng)強(qiáng)度為：E=$\frac{{U}_{AB}}{b1ad2kd_{AB}}$=$\frac{0.8}{0.05}$=16V/m，
所以MN兩板電勢(shì)差為：U_MN=Ed=16×0.10=1.6V
MA兩點(diǎn)電勢(shì)差為：U_MA=Ed_MA=1.6×0.03=0.48V，
而M板接地，所以M點(diǎn)的電勢(shì)為零，U_MA=φ_M-φ_A，
解得：φ_A=-0.48V
根據(jù)U_AB=φ_A-φ_B
得：φ_B=-0.48-0.8=-0.128V．
電荷q在B點(diǎn)的電勢(shì)能E_p=qφ=2.0×10^-6×（-0.128）=2.56×10^-7J
答：（1）板間電場(chǎng)強(qiáng)度16V/m；
（2）M、N兩板間的電勢(shì)差1.6V；
（3）電荷q在B點(diǎn)的電勢(shì)能2.56×10^-7J．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查電場(chǎng)的能的性質(zhì)，綜合能力要求較高，要理解公式E=$\frac{U}szburw1$中d的含義，知道M板接地，所以M點(diǎn)的電勢(shì)為零，此題屬于中檔題．