如图所示,a、b、c是匀强电场中的三点,并构成一等边三角形,每边长为L=21cm,将一带电量q=-2×10-6C的电荷从a点移到b点,电场力做功W1=-1.2×10-5J;若将同一点电荷从a点移到c点,电场力做功W2

问题描述:

如图所示,a、b、c是匀强电场中的三点,并构成一等边三角形,每边长为L=

21
cm,将一带电量q=-2×10-6C的电荷从a点移到b点,电场力做功W1=-1.2×10-5J;若将同一点电荷从a点移到c点,电场力做功W2=6×10-6J,试求匀强电场的电场强度E.

因为Uab=

Wab
q
=
−1.2×10−5
−2×10−6
V=6V
由题意可知,该点电荷从b点移到c点电场力做的功为Wbc=6×10-6J,而同一点电荷从a点移到c点,电场力做的功Wac=-6×10-6J,所以:
Uac=
Wac
q
=
6×10−6
−2×10−6
V=-3V
φc>φa,所以Ucb=9.0V
将cb分成三等份,每一等粉的电势差为3V,如图所示,连接ad,并从c点依次作ad的平行线,得到各等势线,做等势线的垂线ce,场强方向由c指向e,
E=
Uab
Lcosα
=
Uab
Lcosθ

因为3cosθ=2cosα,α=60°-θ
3cosθ=2cos(60°-θ)=cosθ+
3
sinθ
2cosθ=
3
1−cos2θ

E=
Uab
Lcosθ
=200V/m
答:该匀强电场的电场强度约为200N/C.