Question

15．在如圖所示的勻強(qiáng)電場中，有A、B兩點(diǎn)，且A、B兩點(diǎn)間的距離為x=0.20m，已知AB連線與電場線夾角為θ=60°，今把一電荷量q=-2×10^-8C的檢驗(yàn)電荷放入該勻強(qiáng)電場中，其受到的電場力的大小為F=4.0×10^-4N，方向水平向左．求：
（1）電場強(qiáng)度E的大小和方向；
（2）若把該檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)，電勢能變化了多少；
（3）若A點(diǎn)為零電勢點(diǎn)，電荷量q′=-2×10^-8C在B點(diǎn)電勢能為多少．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)場強(qiáng)的定義式E=$\frac{F}{q}$求E的大小．
（2）根據(jù)功的公式求出電場力所做的功，從而確定電勢能的改變量．
（3）A點(diǎn)電勢為零，則電荷在B點(diǎn)的電勢能即等于A到B過程電勢能的增加量．

解答 解：（1）電場強(qiáng)度E的大小為：E=$\frac{F}{q}$=$\frac{4.0×1{0}^{-4}}{-2×1{0}^{-8}}$=2×10⁴N/C，方向水平向右
（2）檢驗(yàn)電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場力做負(fù)功為：
W_AB=-Fxcosθ=-4.0×10^-4×0.2×cos60°J=-4.0×10^-5J
由電場力做功與電勢能變化關(guān)系得，電勢能增加了4×10^-5J
（3）A點(diǎn)電勢為零，則檢驗(yàn)電荷在B點(diǎn)電勢能為：E_PB=4×10^-5J
答：（1）電場強(qiáng)度大小為2×10⁴N/C方向水平向右
（2）電勢能增加了4×10^-5J
（3）電荷量q′=-2×10^-8C在B點(diǎn)電勢能為4×10^-5J

點(diǎn)評 本題主要考查電場的能的性質(zhì)，要理解電場強(qiáng)度的定義、電勢能和電勢以及電場力做功和電勢能的關(guān)系，注意在計(jì)算各物理量時應(yīng)代入符號運(yùn)算．