问题详情:
如图,平行金属带电极板A、B间可看作匀强电场,场强E=1.2×103V/m,极板间距离d=5cm,电场中C和D分别到A、B两板距离均为0.5cm,B极接地,求:
(1)C和D两点的电势,两点的电势差?
(2)点电荷q1=﹣2×10﹣3C分别在C和D两点的电势能?
(3)将点电荷q2=2×10﹣3C从C匀速移到D时外力做功多少?
【回答】
【解答】解:(1)B板接地,φ3=0,沿电场方向有
CD之间的距离为dCD=d−hAC−hBD=4cm=4×10−2m,UCD=−EdCD=−1.2×103×4×10−2=−4.8×10=−48V
UBD=EdBD=1.2×103×0.5×10−2=6V
故φB−φD=6V
即−φD=6V
φD=−6V
UBC═EdBC=1.2×103×4.5×10−2=54V
即φB−φC=54V
φC=−54V
(2)由EP=qφ可知点电荷q1=−2×10−3C在C点的电势能EPC=−2×10−3×(−54)=0.108J
在D点的电势能EPD═−2×10−3×(−6)=1.2×10−2J
(3)将点电荷q2=2×10−3C从C匀速移到D时电场力所做的功W=q2×UCD=2×10−3×(−48)=−9.6×10−2J,
故除电场以外的力所做的功W其=−W=9.6×10−2J
答:(1)C和D两点的电势分别为−54V和−6V,两点间的电势差UCD等于−48V.
(2)点电荷q1=−2×10−3C在C和D两点的电势能分别为0.108J和1.2×10−2J.
(3)除电场力以外的力做功为9.6×10−2J.
知识点:电势差与电场强度的关系
题型:计算题