题目内容
如图所示的A、B、C、D、E、F为匀强电场中正六边形的六个顶点.已知A、B、C三点的电势分别为-1V、1V、5V,则D点的电势φD为
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V,并标出电场强度的方向.分析:在匀强电场中,沿着任意方向前进相同距离,电势的降落必定相等,根据这个特点并结合几何关系就可以得到D点的电势;匀强电场的等势面是一系列的平行且等间距的直线,电场线必定与等势面垂直,且从高等势面指向低等势面,结合以上特点就可以画出电场线.
解答:解:在匀强电场中,沿着任意方向前进相同距离,电势的降落必定相等,由于从A到D方向平行与BC方向,且AD间距等于BC间距的两倍
故有
φD-φA=2(φC-φB)
代入数据解得
φD=7V
设O为正六边形的中点,由于AO间距等于BC间距,有
φO-φA=φC-φB
解得
φO=3V
故AO中点O′间距为1V,与B点的电势相等,又由于电场强度的方向D指向A匀强电场的等势面是一系列的平行且等间距的直线,而且电场线必定与等势面垂直,且从高等势面指向低等势面,故场强方向为从D指向A;
故答案为:7V,从D指向A.
故有
φD-φA=2(φC-φB)
代入数据解得
φD=7V
设O为正六边形的中点,由于AO间距等于BC间距,有
φO-φA=φC-φB
解得
φO=3V
故AO中点O′间距为1V,与B点的电势相等,又由于电场强度的方向D指向A匀强电场的等势面是一系列的平行且等间距的直线,而且电场线必定与等势面垂直,且从高等势面指向低等势面,故场强方向为从D指向A;
故答案为:7V,从D指向A.
点评:本题关键要明确匀强电场中沿着任意方向电势降落相等,同时要熟悉匀强电场中等势面和电场线的关系,然后结合几何关系分析求解.
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