题目内容

如图所示,在一个匀强电场(图中未画出)中有一个与电场平行的四边形ABCD,其中,M为AD的中点,N为BC的中点.一个带正电的微粒从A点移动到B点,电场力做功为WAB=2.0×10-9J;将该微粒从D点移动到C点,电场力做功为WDC=4.0×10-9J.以下分析正确的是( )
A.若将该微粒从M点移动到N点,电场力做功为WMN=3.0×10-9J
B.若将该微粒从点M移动到N点,电场力做功WMN有可能大于4.0×10-9J
C.若A、B之间的距离为lcm,微粒的电量为2×10-7C,该电场的场强一定是E=1 V/m
D.若微粒的电量为2×10-9C,则A、B之间的电势差为1V
【答案】分析:M为AD的中点,N为BC的中点,根据公式U=Ed可知,匀强电场中沿着电场线方向,两点间的电势差与两点间的距离成正比,则M点的电势等于AD两点电势的平均值,N的电势等于BC两点电势的平均值,根据电场力公式W=qU,可得到WMN与WAB、WDC的关系.由于电场强度方向未知,不能求解场强的大小.由公式W=qU,可求出A、B间电势差.
解答:解:用φ表示电势.
A、B,WMN=qUMN=q(φMN)=q(-)=q(φAB)+=+=3.0×10-9J.故A正确,B错误.
C、由WAB=qUAB=qEd,若电场方向恰好沿AB方向,则d等于AB间的距离,d=1cm,则E==1V/m,若电场方向不沿AB方向,则d<1cm,得到E>1V/m,故C错误.
D、由WAB=qUAB得,UAB==1V.故D正确.
故选AD
点评:本题关键抓住M、N的电势与A、B电势和D、C电势的关系,根据电场力做功公式求解WMN.运用公式U=Ed时,要正确理解d的含义:d是沿电场方向两点间的距离.
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