Question

如圖所示，一對平行金屬極板相距d=2cm，兩板間勻強電場方向向下，場強大小E=1.6×
10³v/m，其中下極板接地（零電勢）．A點距下板為h₁=1.5cm，B板距下板為h₂=0.5cm，試求：（電子電荷量為e=-1.6×10^-19C）
（1）兩金屬板之間的電勢差大�。�
（2）將一個電子從A點移動到B點電場力做的功？電子的電勢能是增加還是減少？

Answer 1

分析：（1）平行金屬極板之間存在勻強電場，由U=Ed 求解兩金屬板之間的電勢差大�。�
（2）A、B間沿電場方向的距離等于h₁-h₂，由公式W=qEd求解電場力做的功．并由電場力做功的正負來確定電子的電勢能的增減．

解答：解：（1）兩金屬板之間的電勢差大�。�
U=Ed=1.6×10³×2×10^-2V/m=32 V                             
（2）A、B兩點間的電勢差：
U_AB=Ed_AB=1.6×10³×（1.5-1）×10^-2V/m=16 V                             
將一個電子從A移到B電場力做的功：
W_AB=qU_AB                              
=-1.6×10^-19×16J                  
=-2.56×10^-18J                      
因為電場力做負功，所以電子的電勢能增加了．  
答：（1）兩金屬板之間的電勢差大小32V；
（2）將一個電子從A點移動到B點電場力做的負功，其值為2.56×10^-18J；電子的電勢能是增加．

點評：考查電場中U=Ed，W=qU，注意前者要求電場強度恒定；電勢能的增減可由電場力做功的正負來確定，還可以由電荷的電量正負與電勢高低來確定．