Question

3．如图所示．平行金属带电极板A、B间可看成匀强电场，场强E=1.2×10²V/m，极板间距离d=5cm，电场中C和D点分别到A、B两板的距离均为0.5cm，B板接地，则：
（1）C和D两点的电势、两点间电势差各为多少？
（2）将点电荷q=2×10^-2C从C点匀速移到D点时外力做多少功？

Answer 1

分析 （1）下极板接地，所以下极板的电势为零，C、D的电势等于C、D之间与下极板间的电势差，由公式U=Ed求解．
（2）根据电场力做功公式W=qU求出电场力所做的功，点电荷匀速运动时外力做功等于克服电场力做功．

解答 解：（1）因正极板接地，故板间各点电势均小于零，则U_BD、U_BC均大于零，由U=Ed得
U_BD=Ed_BD=1.2×10²×0.5×10^-2 V=0.6  V，
即φ_D=-0.6  V
由于 d_CB=5 cm-0.5 cm=4.5 cm=4.5×10^-2 cm，
所以U_CB=-Ed_CB=-1.2×10²×4.5×10^-2 V=-5.4 V=φ_C
所以U_CD=φ_C-φ_D=-5.4 V-（-0.6 V）=-4.8 V．
（2）因为匀速移动，外力所做的功等于电场力所做的功
W_外=|qU_CD|=2×10^-2×4.8 J=9.6×10^-2 J
答：（1）C和D两点的电势、两点间电势差各为-5.4 V，-0.6 V，-4.8 V
（2）将点电荷q=2×10^-2C从C点匀速移到D点时外力做功为9.6×10^-2 J

点评 求解电势时，往往先求出该点与零电势间的电势差，再确定电势．运用电场力做功公式W=qU计算的时候，一定要注意带着符号来计算