10.在勻強電場中有A、B、C三點,構(gòu)成邊長為a的等邊三角形,如圖,一電子在電場力作用下,經(jīng)A至B動能減少W;一質(zhì)子在電場力作用下,經(jīng)A至C動能增加W,那么,該電場的方向為豎直向下;場強的大小為$\frac{{2\sqrt{3}w}}{3ea}$v/m.

分析 根據(jù)動能定理可求得BA間和CA間的電勢差,判斷A、B、C三點的電勢差,畫出等勢面和電場線的分布情況,由公式U=Ed,d是電場線方向兩點間的距離求場強.

解答 解:根據(jù)動能定理得電子從B到A過程中:-eUAB=-W,
則得:B、A間的電勢差UAB=$\frac{W}{e}$     ①

質(zhì)子從A到C過程中,eUAC=W,得UAC=$\frac{W}{e}$      ②
由①②可知B、C兩點電勢相等且大于A點電勢,即φBC<φA
因為電場為勻強電場,所以BC連線為等勢面(如圖中虛線),與BC垂直為電場線(如圖中實線)
則場強大小為:E=$\frac{{U}_{AC}}{acos30°}$=$\frac{2\sqrt{3}w}{3ea}$
場強方向垂直BC,并由A指向下.
故答案為:豎直向下、$\frac{{2\sqrt{3}w}}{3ea}$

點評 本題關(guān)鍵要掌握電場力做功公式W=qU、電場強度與電勢差的關(guān)系公式U=Ed,知道等勢線與電場線垂直的關(guān)系,并結(jié)合動能定理進行求解.

練習冊系列答案
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