题目内容

如图所示,匀强电场中,直角三角形ABC的平面与匀强电场方向平行,边长AB=8cm、BC=6cm.把电荷量q=-2×10-10C的点电荷由A点移到B点,静电力做功W1=1.6×10-9J;再由B点移到C点,克服静电力做功W2=1.6×10-9J.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)A、B和B、C间的电势差UAB和UBC
(2)该电场的电场强度E大小和方向.
分析:首先明确是匀强电场,用电势差的定义式U=
W
q
即可求解两点间的电势差;再据AB间的电势差与BC间的电势差关系,判断A点和C点是等势点即直线AC是等势线,图场强方向与AC垂直.
解答:解:(1)根据U=
W
q
,分别可求AB间和BC间的电势差,
即UAB=
W1
q
=
1.6×10-9J
-2×10-10C
=-8V 
UBC=
-W2
q
=
-1.6×10-9J
-2×1010C
=8V.①
(2)据UAB=-8V  和UBC=8V可知:A点和C点电势相等,即直线AC是等势线;根据场强方向与等势线垂直,判断场强的方向.
由几何关系知,B点到直线AC的距离:d=ABsin37°…②
匀强电场电势差与场强的关系式得:E=
UBC
d
…③
联立①②③解之得:E=1.67×102V/m 方向与AC垂直斜向下;
答:(1)A、B和B、C间的电势差分别为-8V和8V;(2)该电场的电场强度E大小为1.67×102V/m,方向方向与AC垂直斜向下.
点评:判断 A、C两点的电势相等是求场强大小的关键;灵活应用电势差公式U=
W
q
和U=
U
d
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