匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形.AB=4cm,BC=3cm,把电荷量为q=-2×10-10C的点电荷从A点移到B时,电场力做功4.8×10-8J,从B点移到电C点时,克服电场力做功4.8×10-8J,若取B点的电势为零,求A、C两点的电势和场强的大小及方向.(要求方向在图中画出)

问题描述:

匀强电场中A、B、C三点构成一个直角三角形.AB=4cm,BC=3cm,把电荷量为q=-2×10-10C的点电荷从A点移到B时,电场力做功4.8×10-8J,从B点移到电C点时,克服电场力做功4.8×10-8J,若取B点的电势为零,求A、C两点的电势和场强的大小及方向.(要求方向在图中画出)

-240N/C

由A到B过程:UAB

WAB
q
4.8×10−8
−2×10−10
=−240V
而UABAB
解得:φA=-240V
由B到C过程:UBC
WBC
q
−4.8×10−8
−2×10−10
=240V

而UBCBC
解得:φC=-240V
即A、C两点在同一等势线上,电场线垂直于等势线如图所示.
因为AB=4cm,BC=3cm,三角形ABC为直角三角形,所以∠A=37°
E=
U 
ABsin370
240
4×0.6×0.01
=10000V/m

答:A点电势为-240V,C点的电势为-240V,场强的大小为10000V/m,方向如图所示.
答案解析:由A到B和由B到C两个过程,根据U=Wq求出两点间的电势差,从而求出A、C两点的电势,根据电场方向垂直于等势线,找出等势线,画出电场方向,根据U=Ed求解电场强度.
考试点:匀强电场中电势差和电场强度的关系.
知识点:电势差是电场中的电势之差,电势可以任意取,但电势差却不变,就像高度与高度差一样.电势差可正可负,所以U=Wq公式中做功要注意正与负,电荷量也要代入电性.