Question

14．如圖所示，平行帶電金屬極板A、B間的勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)E=2.4×10³V/m，兩極板間的距離d=5cm，電場(chǎng)中C點(diǎn)和D點(diǎn)分別到A、B極板的距離均為0.5cm，C、D間的水平距離L=3cm，B板接地，求：
（1）C、D兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U_CD；
（2）一帶電量q=-2×10^-3C的點(diǎn)電荷從C沿直線運(yùn)動(dòng)到D的過(guò)程中，電荷的電勢(shì)能變化了多少？

Answer 1

分析 B板接地電勢(shì)為零，A板電勢(shì)為負(fù)，故C、D兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為負(fù)，由電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系U=Ed可求其大小，有電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系得，電荷電勢(shì)能的變化

解答 解：由題意，C、D兩點(diǎn)沿垂直金屬極板A、B的距離為  l=d-0.5×2=5-1=4cm，
由電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系U=Ed得 
${U}_{CD}=-Ed=-2.4×1{0}^{3}×0.04V=-96V$，
有電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系，得W=qU=-2×10^-3×（-96）=0.192J，
又△Ep=-W=0.192J，故電勢(shì)能減少
答：（1）C、D兩點(diǎn)間的電勢(shì)差U_CD為-96V
（2）電荷的電勢(shì)能變化了0.192J

點(diǎn)評(píng) 考查了電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系及電場(chǎng)力做與電勢(shì)能的關(guān)系