Question

12．如圖，A、B、C、D、E、F為勻強(qiáng)電場中一個邊長為10cm的正六邊形的六個頂點(diǎn)，A、B、C三點(diǎn)電勢分別為1.0V、2.0V、3.0V，則下列說法正確的是（　　）

• A． 勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為10V/m
• B． 勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)大小為$\frac{20\sqrt{3}}{3}$V/m
• C． 把電子從E點(diǎn)移到F點(diǎn)，電場力做功為1.6×10^-19J
• D． 把電子從F點(diǎn)移到D點(diǎn)，電荷的電勢能減少4.8×10^-19J

Answer 1

分析 連接AC，根據(jù)勻強(qiáng)電場電勢隨距離均勻變化（除等勢面）的特點(diǎn)，AC中點(diǎn)的電勢為2V，則EB為一條等勢線，CA連線即為一條電場線，由BA間的電勢差，由公式U=Ed求出場強(qiáng)大�。�
AF∥EB，則知AF也為一條等勢線，可求出U_EF，電場力做功就可以求解

解答 解：A、B連接AC，AC中點(diǎn)電勢為2V，與B電勢相等，則EB連線必為一條等勢線，BA間的電勢差為U_BA=1V，又U_BA=Ed_ABcos30°，得場強(qiáng)為：
E=$\frac{{U}_{AB}}{atn2foq_{AB}cos30°}$=$\frac{1}{0.1×\frac{\sqrt{3}}{2}}V/m=\frac{20\sqrt{3}}{3}V/m$m．故A錯誤，B正確．
C、由正六邊形對稱性，EB∥AF，則AF也為電場中的一條等勢線，φ_F=φ_A=1V，由上可知，E的電勢為φ_E=φ_B=2V＞φ_F，則電荷量為1.6×10^-19C的正點(diǎn)電荷從E點(diǎn)移到F點(diǎn)，電場力做正功，而且為W_EF=qU_EF=q（φ_E-φ_F）=-1.6×10^-19×（2-1）J=-1.6×10^-19J，故C錯誤．
D、D點(diǎn)的電勢等于C點(diǎn)的電勢，φ_D=3V，電荷量為1.6×10^-19C的負(fù)點(diǎn)電荷從F點(diǎn)移到D點(diǎn)，電場力做功為W_FD=qU_FD=q（φ_F-φ_D）=-1.6×10^-19×（1-3）J=3.2×10^-19J，電勢能減小3.2×10^-19J．故D錯誤．
故選：B

點(diǎn)評 找等勢點(diǎn)，作出電場線，是解決這類問題常用方法．本題還要充分利用正六邊形的對稱性分析勻強(qiáng)電場中各點(diǎn)電勢的關(guān)系