如图所示,在匀强电场中,有A、B两点,它们间距为2cm,两点的连线与场强方向成60°角.将一个电量为-2×10-5C的电荷由A移到B,其电势能增加了0.1J.则:(1)在此过程中,电场力对该电荷做了多少功?(2)A、B两点的电势差UAB为多少?(3)匀强电场的场强为多大?

问题描述:

如图所示,在匀强电场中,有A、B两点,它们间距为2cm,两点的连线与场强方向成60°角.将一个电量为-2×10-5C的电荷由A移到B,其电势能增加了0.1J.则:

(1)在此过程中,电场力对该电荷做了多少功?
(2)A、B两点的电势差UAB为多少?
(3)匀强电场的场强为多大?

(1)电场力做正功,电势能就减小,电场力做负功,电势能就增加,增加的电势能等于电场力做的功,所以电势能增加了0.1J,电场力对电荷就做-0.1J的功.
(2)由W=qU可得,U=

W
q
=
−0.1
−2×10−5
V=5000V,
(3)A、B两点间的沿电场线方向的距离为D=2×cos60°=1cm=1×10-2 m,
由U=ED得,E=
U
D
=
5000
10−2
V/m=5×105 V/m.
答:(1)在此过程中,电场力对该电荷做功为-0.1J;
(2)A、B两点的电势差UAB为5000V;
(3)匀强电场的场强为5×105 V/m.
答案解析:(1)根据电场力做功与电势能之间的关系,可以判断电场力做功的多少;
(2)由电场力做功的公式,可以求得电势差;
(3)由电势差的公式可以求得电场的场强.
考试点:功的计算;电势能;匀强电场中电势差和电场强度的关系.
知识点:在电场中计算电势差时一定要所注意带着符号来运算,计算电场强度时,两点之间的距离一定是沿电场方向的距离.