Question

16．如圖所示，水平放置的平行板電容器的兩板間有一豎直向上的勻強電場，下板接地，兩板間距離為10cm，A點距下板3cm，B點距上板3cm．質(zhì)量m=0.01kg、電荷量為+10^-3C的小球能夠在A點保持靜止．現(xiàn)將小球移到勻強電場之外．下列說法正確的是（　　）

• A． 上板的電勢比下板高10V
• B． A點的電勢為3V
• C． 電荷量為-10^-3C的帶負電的點電荷在A點的電勢能為3×10^-3J
• D． 將電荷量為-10^-3C的帶負電的點電荷從A點移到B點，電場力對該點電荷做功4×10^-3J

Answer 1

分析 根據(jù)小球在電場中靜止，根據(jù)平衡條件可求得電場強度，再根據(jù)U=Ed即可求得電勢差；
根據(jù)電勢能與電勢間的關系可求得電勢能，根據(jù)電場力做功的規(guī)律可求得電場力在移動電荷時所做的功．

解答 解：A、小球在電場中靜止，則由平衡條件可知，Eq=mg，解得：E=$\frac{mg}{q}$=$\frac{0.01×10}{1{0}^{-3}}$=100V/m，電場線向上，故上極板電低低，則上下兩板間的電勢差為：U_AB=-Ed=-100×0.1=-10V，故上板比下板低10V，故A錯誤；
B、下極板與A點的電勢差U_OA=100×0.03=3V，因下極板接地，故A點電勢為-3V，故B錯誤；
C、電荷量為-10^-3C的帶負電的點電荷在A點的電勢能為EP=-3×（-1×10^-3）J=3×10^-3J，故C正確；
D、將電荷量為-10^-3C的帶負電的點電荷從A點移到B點，電場力對該點電荷做功W=-EqABsinθ=-100×1×10^-3×0.04=-4×10^-3J，故D錯誤．
故選：C．

點評 本題考查勻強電場中電場強度、電勢以及電勢能之間的基本關系，要注意明確在計算電勢能和求解電場力的功時要明確各物理量的符號，并要代入符號運算．