Question

11．在勻強電場中建立空間坐標(biāo)系O-xyz，電場線與xOy平面平行，與xOz平面夾角37°，在xOz平面內(nèi)有A、B、C三點，三點連線構(gòu)成等邊三角形，其中一邊與Ox軸重合．已知點電荷q=-1.0×10^-8C在A點所受電場力大小為1.25×10^-5N；將其從A點移到B點過程中克服電場力做功2.0×10^-6J，從B點移到C點其電勢能減少4.0×10^-6J，則A、B、C三點中電勢最高的點是C點，等邊三角形的邊長為0.4m．（cos37°=0.8，sin37°=0.6）

Answer 1

分析 根據(jù)電場力做功正負(fù)分析電勢能的變化，結(jié)合推論：負(fù)電荷在電勢高處電勢能小，在電勢低處電勢能大，分析電勢的高低．由電場力做功公式求等邊三角形的邊長．

解答 解：將負(fù)點電荷從A點移到B點過程中克服電場力做功2.0×10^-6J，電勢能增大2.0×10^-6J，從B點移到C點其電勢能減少4.0×10^-6J，所以C點的電勢能最小，由推論：負(fù)電荷在電勢高處電勢能小，在電勢低處電勢能大，則C點的電勢最高．
由于點電荷從B移動到C電勢能變化量最大，由等邊三角形的對稱性可知，BC邊應(yīng)與x軸重合，設(shè)等邊三角形的邊長為L．
從B點移到C點電場力做功 W=4.0×10^-6J
已知點電荷q=-1.0×10^-8C在A點所受電場力大小為 F=1.25×10^-5N，由W=FLcos37°得 L=$\frac{W}{Fcos37°}$=$\frac{4.0×1{0}^{-6}}{1.25×1{0}^{-5}×0.8}$=0.4m
故答案為：C；0.4．

點評 解決本題的關(guān)鍵要明確電勢能變化與電場力做功的關(guān)系，電場力做功與電場力的關(guān)系，要有空間想象能力，運用電場知識解答．