Question

3．如圖所示．平行金屬帶電極板A、B間可看成勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)E=1.2×10²V/m，極板間距離d=5cm，電場(chǎng)中C和D點(diǎn)分別到A、B兩板的距離均為0.5cm，B板接地，則：
（1）C和D兩點(diǎn)的電勢(shì)、兩點(diǎn)間電勢(shì)差各為多少？
（2）將點(diǎn)電荷q=2×10^-2C從C點(diǎn)勻速移到D點(diǎn)時(shí)外力做多少功？

Answer 1

分析 （1）下極板接地，所以下極板的電勢(shì)為零，C、D的電勢(shì)等于C、D之間與下極板間的電勢(shì)差，由公式U=Ed求解．
（2）根據(jù)電場(chǎng)力做功公式W=qU求出電場(chǎng)力所做的功，點(diǎn)電荷勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)外力做功等于克服電場(chǎng)力做功．

解答 解：（1）因正極板接地，故板間各點(diǎn)電勢(shì)均小于零，則U_BD、U_BC均大于零，由U=Ed得
U_BD=Ed_BD=1.2×10²×0.5×10^-2 V=0.6  V，
即φ_D=-0.6  V
由于 d_CB=5 cm-0.5 cm=4.5 cm=4.5×10^-2 cm，
所以U_CB=-Ed_CB=-1.2×10²×4.5×10^-2 V=-5.4 V=φ_C
所以U_CD=φ_C-φ_D=-5.4 V-（-0.6 V）=-4.8 V．
（2）因?yàn)閯蛩僖苿?dòng)，外力所做的功等于電場(chǎng)力所做的功
W_外=|qU_CD|=2×10^-2×4.8 J=9.6×10^-2 J
答：（1）C和D兩點(diǎn)的電勢(shì)、兩點(diǎn)間電勢(shì)差各為-5.4 V，-0.6 V，-4.8 V
（2）將點(diǎn)電荷q=2×10^-2C從C點(diǎn)勻速移到D點(diǎn)時(shí)外力做功為9.6×10^-2 J

點(diǎn)評(píng) 求解電勢(shì)時(shí)，往往先求出該點(diǎn)與零電勢(shì)間的電勢(shì)差，再確定電勢(shì)．運(yùn)用電場(chǎng)力做功公式W=qU計(jì)算的時(shí)候，一定要注意帶著符號(hào)來計(jì)算