Question

15．如圖所示，兩個大平行金屬板M、N間距離d=1.2cm，兩板接在電壓U=240V的電源上，M板接地，板間A點距M板0.2cm，B點距N板0.5cm，一個q=-3×10^-4 C的點電荷放在A點處，則：該電荷在A點所受的靜電力F=6N； A點的電勢φ_A=
40V 和該電荷在B點所具有的電勢能E_pB=-4.2×10^-2J．

Answer 1

分析 根據(jù)E=$\frac{U}pexnb5k$求場強，根據(jù)F=qE求靜電力F；該電荷在B點所具有的電勢能等于從M移到B過程克服電場力做的功．

解答 解：該電荷在A點所受的靜電力 F=q$\frac{U}m4j6ggf$=$\frac{3×1{0}^{-4}×240}{1.2×1{0}^{-2}}$N=6N
AM間的電勢差 U_AM=$\frac{U}jj8rbvl$•d_AM=$\frac{240}{1.2×1{0}^{-2}}$×0.2×10^-2=40V
因M板的電勢為0，M點的電勢等于AM間的電勢差U_AM，為40V．
假設把電荷從M移到B點，電場力做功為：
  W=q$\frac{U}37fk3z3$d_MB=-3×10^-4×$\frac{240}{1.2×1{0}^{-2}}$×0.7×10^-2=4.2×10^-2J
電場力做正功，電勢能減小，故電荷在B點所具有的電勢能為-4.2×10^-2J
故答案為：6 N；40 V；-4.2×10^-2 J．

點評 本題關鍵掌握三個公式：U=Ed；W=qU；W_AB=E_PA-E_PB；同時明確接地表示電勢為零，注意電勢能的正負．