Question

如图所示为匀强电场中的一组等势面，若A、B、C、D相邻两点间的距离都是2cm，P点到A点距离为1.4cm，e=-1.6×10^-19C．求：①场强的大小与方向；②P点的电势；③电子在P点的电势能．

Answer 1

分析：①电场线与等势线垂直，并且由高电势指向低电势，即可判断场强的方向．由公式E=

U

d

求解场强的大小；
②PB间的电势差等于P点的电势，由U=Ed公式求出P点的电势；
③电子在P点的电势能E_p=φ_pq，注意q=-1.6×10^-19J．

解答：解：①场强的大小 E=

U

d

=

U

lsin30°

=

1

1×10-2

V/m=100V/m
根据电场线与等势线垂直，并且由高电势指向低电势，可知，场强E的方向垂直等势面与AD夹60°角向左上，如图．
②P点的电势 φ_p=-Exsin30°=-100×0.6×sin30°V=-0.3V
③电子在P点的电势能：
   E_p=φ_pq=（-0.3）×（-1.6×10^-19）J=4.8×10^-18J
答：
①场强的大小为100V/m，方向垂直等势面与AD夹60°角向左上；
②P点的电势为-0.3V；
③电子在P点的电势能为4.8×10^-18J．

点评：解决本题关键要理解电场线与等势线、场强与电势差的关系、电势与电势能的关系等基本关系，注意公式E_p=φ_pq运用时各量要代入符号．