Question

18．如图所示，平行金属带电极板A、B间可看成匀强电场E=1.2×10²V/m，极板间距离d=5dm，电场中C和D分别到A、B两板距离均为10cm，B板接地，求：
（1）C和D两点的电势、两点间电势差各为多少？
（2）点电荷q=4×10^-2C从C匀速移到D时，电场力做功多少？

Answer 1

分析 （1）根据在匀强电场中电势差和场强的关系式U=Ed可求出C和D之间的电势差U_CD、B和D之间的电势差U_BD、B和C之间的电势差U_BC．根据U_BD=φ_B-φ_D可求出φ_D．同理可求出φ_C．
（2）根据W_CD=qU_CD可求出电场力所做的功．

解答 解：（1）B板接地，φ_B=0，沿电场方向有
CD之间的距离为：d_CD=d-h_AC-h_BD=50-10-10=30cm=0.3m，
U_CD=Ed_CD=1.2×10²×0.3=36V；
U_DB=Ed_DB=1.2×10²×0.1=12V，
即：φ_D-φ_B=12V，则φ_D=12V，
U_CB=Ed_CB=1.2×10²×0.4=48V，
即φ_C-φ_B=48V，φ_C=48V；
（2）将点电荷q=4×10^-2C从C匀速移到D时，
电场力所做的功：W=q×U_CD=4×10^-2×36=1.44J，
答：（1）C和D两点的电势分别为48V、12V，两点间的电势差U_CD等于36V．
（2）电场力所做的功1.44J

点评 在利用E_P=qφ求电势能时电量q和电势φ的正负号一定要保留．根据W_CD=qU_CD可求出电场力所做的功时电荷是从C点运动到D点