Question

18．如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線與AC平行，把帶電荷量10^-8 C的負(fù)電荷從A移至B的過(guò)程中，電場(chǎng)力做功8×10^-8 J，AB長(zhǎng)4cm，AB與AC的夾角為60°，設(shè)B處為零電勢(shì)點(diǎn)．求：
（1）設(shè)A處電勢(shì)為多少；
（2）電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能；
（3）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)電場(chǎng)力做功情況判斷電場(chǎng)力方向，再結(jié)合電荷電性判斷電場(chǎng)強(qiáng)度方向，先根據(jù)公式U_AB=$\frac{{W}_{AB}}{q}$求解電勢(shì)差，再根據(jù)公式U_AB=φ_A-φ_B求解電勢(shì)；
（2）根據(jù)公式E_p=qφ求解電勢(shì)能．
（3）根據(jù)公式U=Ed求解電場(chǎng)強(qiáng)度；

解答 解：（1）將負(fù)電荷從A移至B，電場(chǎng)力做正功，所以電荷所受電場(chǎng)力方向沿A至C，又因?yàn)槭秦?fù)電荷，場(chǎng)強(qiáng)方向與負(fù)電荷的受力方向相反，所以場(chǎng)強(qiáng)方向應(yīng)為C至A方向．
由W=qU得：U=$\frac{W}{q}$=$\frac{8×10-8J}{10-8C}$=8V，即A、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差為8V．沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，B點(diǎn)電勢(shì)高于A點(diǎn)電勢(shì)．U=φ_B-φ_A，φ_B=0V，則φ_A=-8V，即A點(diǎn)的電勢(shì)為-8V．
（2）電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能E_p=qφ_A=（-e）×（-8V）=8eV．
（3）如圖所示，由B向AC作垂線交AC于D，D與B在同一等勢(shì)面上．U_DA=U_BA=U=8V，沿場(chǎng)強(qiáng)方向A、B兩點(diǎn)間距離為AB•cos 60°=4cm×$\frac{1}{2}$=2cm=0.02m，所以E=$\frac{U}zn5tjho$=400V/m．
答：（1）設(shè)A處電勢(shì)為-8V；
（2）電子在A點(diǎn)的電勢(shì)能為8eV；
（3）勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為400V/m．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了電勢(shì)、電勢(shì)差、電勢(shì)能的計(jì)算方法，關(guān)鍵記住三個(gè)公式：U_AB=$\frac{W}{q}$；U_AB=φ_A-φ_B；U=Ed．