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精英家教网如图所示,一簇平行线为未知方向的匀强电场的电场线,沿与此平行线成60°角的方向,把1×10-6C的负电荷从A点移到B点,电场力做功为2×10-6J,A、B间距为2cm 求;
(1)AB两点的电势差UAB
(2)匀强电场的场强E;
(3)电子(电量为-1.6×10-19C)从A点移到B点,电势能变化多少.
分析:(1)根据UAB=
WAB
q
求出AB间的电势差,计算时各个量均要代入符号.
(2)根据公式E=
U
d
求解匀强电场的场强,d是电场线方向上A、B间的距离;
(3)从A点移到B点,根据W=-eUAB求出电场力做功,即可求得电势能的变化量.
解答:解:精英家教网(1)AB两点的电势差UAB=
WAB
q
=
2×10-6
-1×10-6
V=-2V;
(2)从A点移到B点,电场力做正功,电场力方向与AB的夹角为锐角,所以电场力斜向上,粒子带负电,所以电场线斜向下如图所示.
则匀强电场的场强大小 E=
|UAB|
.
AB
cos60°
=
2
0.02×0.5
V/m=200V/m
(3)电子(电量为-1.6×10-19C)从A点移到B点,电场力做功为 WAB′=-eUAB=-1.6×10-19×(-2)J=3.2×10-19J
所以电子的电势能减小3.2×10-19J.
答:(1)AB两点的电势差UAB是-2V.
(2)匀强电场的场强E是200V/m,方向如图;
(3)电子(电量为-1.6×10-19C)从A点移到B点,电势能减少了3.2×10-19J.
点评:本题关键要掌握两个公式:U=
W
q
和E=
U
d
,知道d是d是电场线方向上A、B间的距离;根据电场力方向与位移方向间的关系判断出电场力做功的正负.
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