Question

1．如圖所示，A、B、C、D、E、F為勻強(qiáng)電場(chǎng)中一個(gè)邊長(zhǎng)為10cm的正六邊形的六個(gè)頂點(diǎn)，A、B、C三點(diǎn)電勢(shì)分別為1.0V、2.0V、3.0V，則下列說法正確的是（　�。�

• A． 勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為10 V/m
• B． 勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為$\frac{20\sqrt{3}}{3}$ V/m
• C． 電荷量為1.6×10^-19 C的正點(diǎn)電荷從E點(diǎn)移到F點(diǎn)，電荷克服電場(chǎng)力做功為1.6×10^-19 J
• D． 電荷量為1.6×10^-19 C的負(fù)點(diǎn)電荷從F點(diǎn)移到D點(diǎn)，電荷的電勢(shì)能減少4.8×10^-19 J

Answer 1

分析 連接AC，根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)電勢(shì)隨距離均勻變化（除等勢(shì)面）的特點(diǎn)，AC中點(diǎn)的電勢(shì)為2V，則EB為一條等勢(shì)線，CA連線即為一條電場(chǎng)線，由BA間的電勢(shì)差，由公式U=Ed求出場(chǎng)強(qiáng)大�。瓵F∥EB，則知AF也為一條等勢(shì)線，可求出U_EF，電場(chǎng)力做功就可以求解．

解答 解：AB、連接AC，AC中點(diǎn)電勢(shì)為2V，與B電勢(shì)相等，則EB連線必為一條等勢(shì)線，BA間的電勢(shì)差為U_BA=1V，又U_BA=Ed_ABcos30°，得場(chǎng)強(qiáng)為：
  E=$\frac{{U}_{AB}}{aja9pan_{AB}cos30°}$=$\frac{1}{0.1×\frac{\sqrt{3}}{2}}$=$\frac{20\sqrt{3}}{3}$ V/m．故A錯(cuò)誤，B正確．
C、由正六邊形對(duì)稱性，EB∥AF，則AF也為電場(chǎng)中的一條等勢(shì)線，φ_F=φ_A=1V，由上可知，E的電勢(shì)為φ_E=φ_B=2V＞φ_F，則電荷量為1.6×10^-19C的正點(diǎn)電荷從E點(diǎn)移到F點(diǎn)，電場(chǎng)力做正功，而且為W_EF=qU_EF=q（φ_E-φ_F）=1.6×10^-19×（2-1）J=1.6×10^-19J，故C錯(cuò)誤．
D、D點(diǎn)的電勢(shì)等于C點(diǎn)的電勢(shì)，φ_D=3V，電荷量為1.6×10^-19C的負(fù)點(diǎn)電荷從F點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場(chǎng)力做功為W_FD=qU_FD=q（φ_F-φ_D）=-1.6×10^-19×（1-3）J=3.2×10^-19J，電勢(shì)能減小3.2×10^-19J．故D錯(cuò)誤．
故選：B

點(diǎn)評(píng) 找等勢(shì)點(diǎn)，作出電場(chǎng)線，是解決這類問題常用方法．本題還要充分利用正六邊形的對(duì)稱性分析勻強(qiáng)電場(chǎng)中各點(diǎn)電勢(shì)的關(guān)系．