Question

10．如圖所示，平行金屬帶電極板MN為勻強(qiáng)電場(chǎng)，N板接地，其電勢(shì)ϕ_N=0V，兩板間距為10cm．將電量為4×10^-6C的負(fù)點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到M板，電場(chǎng)力做負(fù)功8×10^-4J，把該點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到N板，電場(chǎng)力做正功4×10^-4J，
則：（1）U_MN=-300v．
（2）A點(diǎn)的電勢(shì)ϕ_A=-100v．
（3）板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E=3000v/m．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)W_MN=qU_MN可求出點(diǎn)M、N間的電勢(shì)差，即可求出U_MN；
（2）根據(jù)W_AN=qU_AN可求出點(diǎn)A、N間的電勢(shì)差，N板接地電勢(shì)為零，即可求出A點(diǎn)的電勢(shì)；
（3）根據(jù)U=Ed可求得板間的電場(chǎng)強(qiáng)度．

解答 -解：（1）點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到M板，電場(chǎng)力做負(fù)功8×10^-4 J，則點(diǎn)電荷從M板移到A點(diǎn)電場(chǎng)力做正功8×10^-4 J，從A點(diǎn)移到N板電場(chǎng)力做正功4×10^-4J，則
從M板移到N板電場(chǎng)力做的總功W_MN=W_MA+W_AN=8×10^-4+4×10^-4J=12×10^-4J
根據(jù)W_MN=qU_MN可知，U_MN=$\frac{{W}_{MN}}{q}$=$\frac{1.2×1{0}^{-3}}{-4×1{0}^{-6}}$V=-300V
（2）把該點(diǎn)電荷從A點(diǎn)移到N板，電場(chǎng)力做正功為4×10^-4 J，
根據(jù)W_AN=qU_AN可得：U_AN=$\frac{{W}_{AN}}{q}$=$\frac{4×1{0}^{-4}}{-4×1{0}^{-6}}$V=-100v
又有U_AN=φ_A-φ_N，N板接地，φ_N=0
則 φ_A=-100v
（3）根據(jù)U=Ed可知，
E=$\frac{{U}_{MN}}df5tffr$=$\frac{300}{0.1}$V/m=3000V/m
故答案為：-300v，-100v，3000v/m

點(diǎn)評(píng) 解決本題需理解W=qU，U=Ed公式的用法，根據(jù)U_AB=Φ_A-Φ_B可判斷A、B之間電勢(shì)的高低．