题目内容

9.为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B,必须对该电荷施加一个恒力F,如图所示;若已知AB=0.5m,恒力F与AB的夹角α=37°,q=-3×10-7C,F=1.5×10-4N,A点电势φA=60V(不计重力,sin 37°=0.6  cos37°=0.8),求出电场强度的大小和B点的电势.

分析 点电荷匀速地从由A运动到B,电场力与外力F二力平衡,可判断电场力方向,根据负电荷所受的电场力方向与场强方向相反,即可确定出场强的方向,根据等势线与电场线垂直,画出通过A、B两点的等势线.由公式E=$\frac{F}{q}$求解场强的大小.由U=Ed求出AB间的电势差.已知A点电势,再根据电势差和电势间的关系可求得B点的电势.

解答 解:电荷所受电场力与恒力F大小相等,方向相反,如图所示则:F=Eq;
解得:E=$\frac{F}{q}$=$\frac{1.5×1{0}^{-4}}{3×1{0}^{-7}}$=500N/C;
过AB点的等势线如图虚线所示,则:
UAB=E•ABcos37°=500×0.5×0.8V=200V;
因ϕA=60V,
UABAB
解得:φB=-140V
答:电场强度的大小为500N/C;B点的电势为-140V.

点评 本题的解题关键要掌握电场力与场强的关系、电场线与等势线的关系、电势能的变化与电场力做功的关系、电势与电势差的关系等等电场的基本知识,要注意明确电场线和等势面相互垂直,并且电场线由高电势指向低电势.

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