Question

18．如圖所示菱形abcd的邊長(zhǎng)為$2\sqrt{3}$m，∠bad=60°，已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線平行于菱形abcd所在的平面，一個(gè)帶電量q=-2×10^-6C的點(diǎn)電荷由a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)的過程中，電勢(shì)能增加了1.2×10^-5J，由c點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力做功6×10^-6J，則下列說法正確的是（　�。�

• A． c、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差U_cb=3V
• B． a點(diǎn)的電勢(shì)高于c點(diǎn)的電勢(shì)
• C． 負(fù)電荷由b點(diǎn)移到a點(diǎn)的過程中，電勢(shì)能增加
• D． 該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為1V/m

Answer 1

分析 電場(chǎng)力做功量度電勢(shì)能的變化．勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線為相互平行間隔相等的平行線，而等勢(shì)線與電場(chǎng)線垂直；由題意知AB連線上一定有一點(diǎn)的電勢(shì)與C點(diǎn)相等，故可以找到一條等勢(shì)線，根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)線的特點(diǎn)可確定電場(chǎng)線的方向，再根據(jù)公式U=Ed求出電場(chǎng)強(qiáng)度．

解答 解：A、帶電量q=-2×10^-6C的點(diǎn)電荷由c點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力做功6×10^-6J，則U_cb=$\frac{{W}_{cb}}{q}$=$\frac{6×1{0}^{-6}}{-2×1{0}^{-6}}$V=-3V，故A錯(cuò)誤；
B、一個(gè)帶電量q=-2×10^-6C的點(diǎn)電荷由a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)的過程中，電勢(shì)能增加了1.2×10^-5J，說明克服電場(chǎng)力做功，則電場(chǎng)線方向有向右的分量，由于沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低，所以a點(diǎn)的電勢(shì)高于c點(diǎn)的電勢(shì)，故B正確；
C、電場(chǎng)線方向有向右的分量，負(fù)電荷由b點(diǎn)移到a點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力做功，所以電勢(shì)能減小，故C錯(cuò)誤；
D、把帶電量q=-2×10^-6C的點(diǎn)電荷由a點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)的過程中，電勢(shì)能增加了1.2×10^-5J，說明電場(chǎng)力做功-1.2×10^-5J，由c點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力做功6×10^-6J，則由b點(diǎn)移動(dòng)到c點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力做功W_bc=-6×10^-6J，由W_ac=W_ab+W_bc可得W_ab=-6×10^-6J=W_bc=W_ad，所以b和d電勢(shì)相等，電場(chǎng)線方向垂直于bd向右，U_ab=$\frac{{W}_{ab}}{q}$=$\frac{-6×1{0}^{-6}}{-2×1{0}^{-6}}$V=3V，則電場(chǎng)強(qiáng)度E=$\frac{{U}_{ab}}{Lcos30°}$=$\frac{3}{2\sqrt{3}×\frac{\sqrt{3}}{2}}$V/m=1V/m，故D正確．
故選：BD．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵要掌握電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系、電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系；知道電場(chǎng)力做功的計(jì)算公式為W_AB=qU_AB，解答時(shí)做功的正負(fù)和電荷量的正負(fù)一并代入計(jì)算．