Question

16．如图所示，平行板M和N之间有匀强电场，N板接地，A、B、C是电场中的三点，其中A点距离N板1cm．已知电量为q=2.0×10^-9C的正电荷在B点时受到的电场力F=8.0×10^-6N，将该电荷从B点移到C点电场力做的功为W=4.0×10^-7J．求：
（1）B、C间的电势差U_BC；
（2）匀强电场的电场强度E；
（3）电荷放在A点具有的电势能E_P．

Answer 1

分析 （1）由电势差的定义U_BC=$\frac{{W}_{BC}}{q}$计算；
（2）根据电场强度定义E=$\frac{F}{q}$计算匀强电场的电场强度；
（3）先计算A点的电势，再求电荷放在A点具有的电势能．

解答 解：（1）由电势差的定义可得：U_BC=$\frac{{W}_{BC}}{q}$=$\frac{4.0×1{0}^{-7}}{2×1{0}^{-9}}$=200V；
（2）匀强电场的电场强度为：E=$\frac{F}{q}$=$\frac{8×1{0}^{-6}}{2×1{0}^{-9}}$=4000V/m；
（3）因为A点距离N板1cm，所以A和N之间的电势差为：U_AN=dE=4000×1×10^-2=40V
因为：U_AN=φ_A-φ_N=φ_A-0
所以A点的电势为：φ_A=40V
所以电荷放在A点具有的电势能为：E_P=qφ_A=2.0×10^-9×40=8.0×10^-8J．
答：（1）B、C间的电势差为200V；
（2）匀强电场的电场强度为4000V/m；
（3）电荷放在A点具有的电势能为8.0×10^-8J．

点评 解决本题的关键掌握匀强电场的场强与电势差的关系U=Ed，注意d为沿电场线方向上的距离．还要注意电势差和电势能的理解和运用．