如图所示,A、B、C为一等边三角形的三个顶点,某匀强电场的电场线平行于该三角形平面,现将电荷量为10-8C的正点电荷从A点移到B点,电场力做功为3×l0-6J,将另一电荷量为10-8C的负点电荷从A点移到C点,克服电场力做功3×10-6J.(1)求电场线的方向及UAB、UAC、UBC的值;(2)若AB边长为23cm,求电场强度的大小.

问题描述:

如图所示,A、B、C为一等边三角形的三个顶点,某匀强电场的电场线平行于该三角形平面,现将电荷量为10-8C的正点电荷从A点移到B点,电场力做功为3×l0-6J,将另一电荷量为10-8C的负点电荷从A点移到C点,克服电场力做功3×10-6J.

(1)求电场线的方向及UAB、UAC、UBC的值;
(2)若AB边长为2

3
cm,求电场强度的大小.

(1)UAB=

WAB
q
=
3×10−6
10−8
V=300V
;UAC=
WAC
q
=
−3×10−6
−10−8
V=300V
;则知,B、C电势相等,则UBC=0.所以电场线方向为垂直于BC连线向右下方.
(2)电场强度的大小E=
UAB
.
AB
sin60°
=
300
2
3
×10−2×
3
2
V/m=104V/m.
答:(1)电场线方向为垂直于BC连线向右下方.UAB、UAC、UBC的值分别为300V,300V,0;
(2)电场强度的大小为104V/m.
答案解析:(1)由电势差公式U=
W
q
求解电势差UAB、UAC、UBC的值,并得到三点电势的关系,根据电场线与等势线垂直,并指向低电势,确定电场线的方向.
(2)由E=
U
d
求解电场强度的大小,d是电场线方向两点间的距离.
考试点:电势能;电场强度.
知识点:本题要掌握电势差公式U=
W
q
,注意运用此式时三个量均要代入符号进行运算.电场强度与电势差的关系式E=
U
d
,式中d是电场线方向两点间的距离.