Question

9．如图是一匀强电场，在电场中有M、N、P三点，M、N的连线与电场线方向平行，P、N的连线与电场线方向垂直，P、M的连线与M、N的连线的夹角θ=37°．已知MP间的距离s=30cm．现将一个电荷量为q=-4×10^-8C的点电荷从M点沿MP连线移到P点，需克服电场力做功2.4×10^-6J．（sin37°=0.6，cos37°=0.8）试求：
（1）若取M点为零电势点，求P点的电势φ_P．
（2）匀强电场的场强大小E．

Answer 1

分析 （1）结合电势能的定义与电场力做功的特点，即可求出P点的电势；
（2）明确公式U=Ed中d的物理意义，然后根据电场力做功特点即可正确解答．

解答 解：（1）若将电荷q从P点移到M点
有  W_PM=qU_PM=q（φ_P-φ_M） 
得P点的电势φ_P=-$\frac{{W}_{PM}}{q}$+φ_M=-$\frac{{W}_{MP}}{q}$=$-\frac{-2.4×1{0}^{-6}}{-4×1{0}^{-8}}$=-60V 
（2）由U_MP=（φ_M-φ_P）=0-（-60）=60 V
所以E=$\frac{{U}_{MP}}{d}=\frac{{U}_{MP}}{s•cosθ}=\frac{60}{0.3×cos37°}=250$N/C 
答：（1）若取M点为零电势点，P点的电势是-60V．
（2）匀强电场的场强大小是250N/C．

点评 公式U=Ed的适用条件为匀强电场，d的含义为两点之间沿电场线的距离，并非两点之间的距离，因此对于物理公式要明确适用条件以及各个物理量的含义．