如图13-7-10所示,A、B、C为一等边三角形的三个顶点,某匀强电场的电场线平行于该三角形平面.现将电荷量为10-8 C的正点电荷从A点移到B点,电场力做功为
题型:不详难度:来源:
如图13-7-10所示,A、B、C为一等边三角形的三个顶点,某匀强电场的电场线平行于该三角形平面.现将电荷量为10-8 C的正点电荷从A点移到B点,电场力做功为3×10-6 J,将另一电荷量为10-8 C的负点电荷从A点移到C点,克服电场力做功3×10-6 J.
图13-7-10 (1)求电场线方向,UAB、UAC、UBC各为多大? (2)AB边长为2cm,求电场强度. |
答案
(1)UAB="300" V UAC="300" V UBC=0(2)E=104 V/m |
解析
本题要求利用匀强电场中电场力做功、电势差与电场强度的关系进行求解,特别是要求根据电势差的情况判断场强的方向. (1)正点电荷从A点移到B点时,电场力做正功,故A点电势高于B点,可求得: UAB=V="300" V. 负点电荷从A点移到C点,同理可判断A点电势高于C点,可求得:UAC=="300" V 因此B、C两点电势相等,UBC=0.由于匀强电场中的等势线是一簇平行直线,因此,BC为一等势线,故电场线方向垂直BC.设D为直线BC的中点,则场强方向为由A指向D. (2)直线AB在场强方向的距离d等于线段AD的长度,故由匀强电场中电势差与场强的关系式可得:E=V/m=104 V/m. |
举一反三
平行的金属板A、B间是匀强电场,如图13-7-11所示,两板间的距离是5 cm,两板间的电压是60 V. (1)求两板间的场强; (2)电场中有P、Q两点,P点离A板的距离为0.5 cm,Q点离B板的距离为0.5 cm,求P、Q两点之间的电势差为多少? (3)若B板接地,P、Q两点的电势为多少?
图13-7-11 |
如图13-7-7所示,水平虚线表示匀强电场中的两等势面,电势分别为-2 V和-3 V,两等势面相距0.1 m,将一带电荷量为-10-6 C的点电荷从a点匀速移动到b点,ab="0.3" m,不计重力,则下列说法正确的是( )
图13-7-7A.所加外力大小为10-5N | B.所加外力方向竖直向上 | C.所加外力的方向垂直ab斜向下方 | D.外力做的功是10-6J |
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如图13-7-8,在场强为E的匀强电场中有相距为l的A、B两点,若沿直线AB移动该电荷,电场力做的功W1=__________;若沿路径ACB移动该电荷,电场力做的功W2=___________;若沿曲线ADB移动该电荷,电场力做的功W3=__________. 由此可知,电荷在电场中移动时,电场力做功的特点是_______________________________.
图13-7-8 |
如图13-7-9所示,实线为匀强电场中的电场线,虚线为等势面,且相邻等势面间的电势差相等.一正电荷在等势面A处的动能为20 J,运动到等势面C处的动能为零.现取B等势面为零电势能面,则当此电荷的电势能为2 J时的动能是__________J.(不计重力和空气阻力) 图13-7-9 图13-7-10 |
如图13-7-10,A、B、C三点都在匀强电场中,已知AC⊥BC,∠ABC=60°,BC="20" cm,把一个电荷量q=10-5C的正电荷从A移到B,电场力做功为零;从B移到C电场力做功为-1.73×10-3J,则该匀强电场的场强大小为__________V/m,方向为__________. |
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