Question

12．如圖所示，P、Q兩金屬板間的距離d=10cm，其中Q板接地，兩板間的電勢(shì)差U=50V，兩板間的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng)，方向水平向左，兩板之間有一點(diǎn)A與P板間距離d₁=4cm．
（1）求兩板間電場(chǎng)強(qiáng)度的大小及A點(diǎn)的電勢(shì)．
（2）將一正點(diǎn)電荷從A移到極板P，已知點(diǎn)電荷的電荷量q=3×10^-8C，則在移動(dòng)點(diǎn)電荷的過(guò)程中，電荷的電勢(shì)能的變化量為多少？

Answer 1

分析 根據(jù)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度公式，結(jié)合電勢(shì)差和兩極板間的距離求出電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，以及求出A與Q間的電勢(shì)差，得出A點(diǎn)的電勢(shì)．
根據(jù)電場(chǎng)力做功求出電荷電勢(shì)能的變化量．

解答 解：（1）兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度E=$\frac{U}icyupfl=\frac{50}{0.1}V/m=500V/m$．
Q與A點(diǎn)的電勢(shì)差U_QA=E（d-d₁）=500×0.06V=30V，
因?yàn)镼點(diǎn)的電勢(shì)為零，則A點(diǎn)的電勢(shì)φ_A=-30V．
（2）AP間的電勢(shì)差U_AP=Ed₁=500×0.04V=20V，
${W}_{AP}=q{U}_{AP}=3×1{0}^{-8}×20J=6×1{0}^{-7}$J，則電荷的電勢(shì)能減小6×10^-7J．
答：（1）兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度為500V/m，A點(diǎn)的電勢(shì)為-30V．
（2）電荷的電勢(shì)能減小了6×10^-7J．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系，以及電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系，在運(yùn)用W=qU計(jì)算時(shí)，q的正負(fù)、U的正負(fù)、W的正負(fù)均要代入計(jì)算．