如图所示,在匀强电场中有a,b,c三点,这三点连线组成一个直角三角形,ab边和电场线平行,长为3cm,a点离A板1cm,电源电压为2V,B板接地.问: (1)ab、bc、ac间电势差各为多少? (2)

问题描述:

如图所示,在匀强电场中有a,b,c三点,这三点连线组成一个直角三角形,ab边和电场线平行,长为3cm,a点离A板1cm,电源电压为2V,B板接地.问:

(1)ab、bc、ac间电势差各为多少?
(2)一个电子在a点具有的电势能为多少?
(3)使一个电子从a点沿斜边移到c点时,电场力做功多少?

(1)匀强电场的电场强度为:E=

U
d
2
10−2
V/m=40V/m,电场强度方向从B指向A;
因为B板接地,所以B板电势为零,得ab间电势差为:
Uab=-Edab=-40×0.03V=-1.2V
bc间电势差为:
Ubc=0
ac间电势差为:
Uac=Uab=-Edab=-40×0.03V=-1.2V
(2)因B板接地,B板的电势为零,则a点的电势为:
φa=-EdaB=-40×0.04V=-1.6V
一个电子在a点具有的电势能为:
Ep=eφa=-1.6×10-19×(-1.6)J=2.56×10-19J
(3)一个电子从a点沿斜边移到c点时,电场力做功为
W=eUac=-1.6×10-19×(-1.2)J=1.92×10-19J
答:(1)ab、bc、ac间电势差分别为-1.2V;0;-1.2V;
(2)一个电子在a点具有的电势能为2.56J;
(3)使一个电子从a点沿斜边移到c点时,电场力做功为1.92×10-19J