Question

4．如圖所示，勻強電場中A、B、C三點，它們的連線構(gòu)成一個直角三角形，AB=0.10m，AC=0.05m，電場線平行于A、B、C三點所在的平面，若把一電荷量q=-1.0×10^-8C的點電荷從A點移到B點，克服靜電力做功為5.0×10^-7J；把此點電荷從B點移到C點，靜電力做功仍為5.0×10^-7J，求電場強度的大小．

Answer 1

分析 點電荷從B點移到C點與從B點移到A點靜電力做功相等，說明A、C兩點的電勢相等，根據(jù)電場強度與等勢面垂直，且由高電勢指向低電勢，可判斷出電場強度的方向．由公式E=$\frac{U}d5ldnxt$求出電場強度的大�。瓸、C兩點帶電電勢差U_BC由公式U_BC=$\frac{{W}_{BC}}{q}$求出．

解答 解：由題意可知：點電荷從A點移到B點，克服靜電力做功為5.0×10^-7J，則此點電荷從B點移到A點，靜電力做功為5.0×10^-7J，則該點電荷從B移到A、C兩點，靜電力做功相等，表明電荷在A、C兩點的電勢能相等，故A、C兩點的電勢相等，A、C兩點在同一等勢面上．
由于電場線垂直于等勢面，所以場強方向與AC連線垂直；又由于負電荷從B移到A或C時電場力做正功，表明負電荷受到的電場力方向由B指向等勢面AC，故場強方向應當由A指向B．
B、C兩點的電勢差為 U_BC=$\frac{{W}_{BC}}{q}$=$\frac{5×1{0}^{-7}}{-1{0}^{-8}}$V=-50V
A、C兩點在等勢面上，U_BA=U_BC=-50V，由圖示可知AB垂直于AC，故場強：
 E=$\frac{|{U}_{BC}|}tvznt37$=$\frac{50}{0.1}$V/m=500V/m
答：電場強度的大小為500V/m．

點評 本題運用電勢差公式U=$\frac{W}{q}$時，三個量U、W、q都要代入符號進行計算，同時還要注意電荷移動的方向；靈活應用場強方向與等勢面垂直的特點．