Question

如圖所示為勻強(qiáng)電場(chǎng)中的一組等勢(shì)面，若A、B、C、D相鄰兩點(diǎn)間的距離都是2cm，P點(diǎn)到A點(diǎn)距離為1.4cm，e=-1.6×10^-19C．求：①場(chǎng)強(qiáng)的大小與方向；②P點(diǎn)的電勢(shì)；③電子在P點(diǎn)的電勢(shì)能．

Answer 1

分析：①電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直，并且由高電勢(shì)指向低電勢(shì)，即可判斷場(chǎng)強(qiáng)的方向．由公式E=

U

d

求解場(chǎng)強(qiáng)的大��；
②PB間的電勢(shì)差等于P點(diǎn)的電勢(shì)，由U=Ed公式求出P點(diǎn)的電勢(shì)；
③電子在P點(diǎn)的電勢(shì)能E_p=φ_pq，注意q=-1.6×10^-19J．

解答：解：①場(chǎng)強(qiáng)的大小 E=

U

d

=

U

lsin30°

=

1

1×10-2

V/m=100V/m
根據(jù)電場(chǎng)線與等勢(shì)線垂直，并且由高電勢(shì)指向低電勢(shì)，可知，場(chǎng)強(qiáng)E的方向垂直等勢(shì)面與AD夾60°角向左上，如圖．
②P點(diǎn)的電勢(shì) φ_p=-Exsin30°=-100×0.6×sin30°V=-0.3V
③電子在P點(diǎn)的電勢(shì)能：
   E_p=φ_pq=（-0.3）×（-1.6×10^-19）J=4.8×10^-18J
答：
①場(chǎng)強(qiáng)的大小為100V/m，方向垂直等勢(shì)面與AD夾60°角向左上；
②P點(diǎn)的電勢(shì)為-0.3V；
③電子在P點(diǎn)的電勢(shì)能為4.8×10^-18J．

點(diǎn)評(píng)：解決本題關(guān)鍵要理解電場(chǎng)線與等勢(shì)線、場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系、電勢(shì)與電勢(shì)能的關(guān)系等基本關(guān)系，注意公式E_p=φ_pq運(yùn)用時(shí)各量要代入符號(hào)．