Question

3．如圖所示．平行金屬帶電極板A、B間可看成勻強電場，場強E=1.2×10²V/m，極板間距離d=5cm，電場中C和D點分別到A、B兩板的距離均為0.5cm，B板接地，則：
（1）C和D兩點的電勢、兩點間電勢差各為多少？
（2）將點電荷q=2×10^-2C從C點勻速移到D點時外力做多少功？

Answer 1

分析 （1）下極板接地，所以下極板的電勢為零，C、D的電勢等于C、D之間與下極板間的電勢差，由公式U=Ed求解．
（2）根據(jù)電場力做功公式W=qU求出電場力所做的功，點電荷勻速運動時外力做功等于克服電場力做功．

解答 解：（1）因正極板接地，故板間各點電勢均小于零，則U_BD、U_BC均大于零，由U=Ed得
U_BD=Ed_BD=1.2×10²×0.5×10^-2 V=0.6  V，
即φ_D=-0.6  V
由于 d_CB=5 cm-0.5 cm=4.5 cm=4.5×10^-2 cm，
所以U_CB=-Ed_CB=-1.2×10²×4.5×10^-2 V=-5.4 V=φ_C
所以U_CD=φ_C-φ_D=-5.4 V-（-0.6 V）=-4.8 V．
（2）因為勻速移動，外力所做的功等于電場力所做的功
W_外=|qU_CD|=2×10^-2×4.8 J=9.6×10^-2 J
答：（1）C和D兩點的電勢、兩點間電勢差各為-5.4 V，-0.6 V，-4.8 V
（2）將點電荷q=2×10^-2C從C點勻速移到D點時外力做功為9.6×10^-2 J

點評 求解電勢時，往往先求出該點與零電勢間的電勢差，再確定電勢．運用電場力做功公式W=qU計算的時候，一定要注意帶著符號來計算