题目内容

【题目】如图所示,两个大平行金属板MN间距离d1.2cm,两板接在电压U240V的电源上,M板接地,板间A点距M0.2cmB点距N0.5cm。一个q=﹣3×104C的电荷放在A点处,试求:

1)该电荷在A点所受的静电力;

2)该电荷在A点所具有的电势能和A点的电势;

3)若该电荷由A点运动到B点,静电力做多少功,是正功还是负功。

【答案】16 N 方向竖直向下;(21.2×102 J 40 V;(33×102 J,是负功。

【解析】

1)平行金属板间为匀强电场,且方向竖直向上,电场强度大小为

所以电荷在A点所受的静电力:FqE3×104×2.0×104 N6 N,方向竖直向下。

2)金属板M的电势为零,即φM0,则有

UMAEdMA2.0×104×0.2×102 V40 V

又因UMAφMφA

所以φA=﹣40 V

电荷在A点的电势能:EpAA=﹣3×104×(﹣40J1.2×102 J

3)电荷从A点运动到B点,静电力做的功为

WABqEdAB

又因dABddBNdAM0.5 cm

解得:WAB=﹣3×102 J,为负功。

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