Question

10．如图所示，平行金属带电极板MN为匀强电场，N板接地，其电势ϕ_N=0V，两板间距为10cm．将电量为4×10^-6C的负点电荷从A点移到M板，电场力做负功8×10^-4J，把该点电荷从A点移到N板，电场力做正功4×10^-4J，
则：（1）U_MN=-300v．
（2）A点的电势ϕ_A=-100v．
（3）板间的电场强度E=3000v/m．

Answer 1

分析 （1）根据W_MN=qU_MN可求出点M、N间的电势差，即可求出U_MN；
（2）根据W_AN=qU_AN可求出点A、N间的电势差，N板接地电势为零，即可求出A点的电势；
（3）根据U=Ed可求得板间的电场强度．

解答 -解：（1）点电荷从A点移到M板，电场力做负功8×10^-4 J，则点电荷从M板移到A点电场力做正功8×10^-4 J，从A点移到N板电场力做正功4×10^-4J，则
从M板移到N板电场力做的总功W_MN=W_MA+W_AN=8×10^-4+4×10^-4J=12×10^-4J
根据W_MN=qU_MN可知，U_MN=$\frac{{W}_{MN}}{q}$=$\frac{1.2×1{0}^{-3}}{-4×1{0}^{-6}}$V=-300V
（2）把该点电荷从A点移到N板，电场力做正功为4×10^-4 J，
根据W_AN=qU_AN可得：U_AN=$\frac{{W}_{AN}}{q}$=$\frac{4×1{0}^{-4}}{-4×1{0}^{-6}}$V=-100v
又有U_AN=φ_A-φ_N，N板接地，φ_N=0
则 φ_A=-100v
（3）根据U=Ed可知，
E=$\frac{{U}_{MN}}{d}$=$\frac{300}{0.1}$V/m=3000V/m
故答案为：-300v，-100v，3000v/m

点评 解决本题需理解W=qU，U=Ed公式的用法，根据U_AB=Φ_A-Φ_B可判断A、B之间电势的高低．