Question

如圖所示為勻強電場中的一組等勢面，若A、B、C、D相鄰兩點間的距離都是2cm，P點到A點距離為1.4cm，e=-1.6×10^-19C．求：①場強的大小與方向；②P點的電勢；③電子在P點的電勢能．

Answer 1

分析：①電場線與等勢線垂直，并且由高電勢指向低電勢，即可判斷場強的方向．由公式E=

U

d

求解場強的大小；
②PB間的電勢差等于P點的電勢，由U=Ed公式求出P點的電勢；
③電子在P點的電勢能E_p=φ_pq，注意q=-1.6×10^-19J．

解答：解：①場強的大小 E=

U

d

=

U

lsin30°

=

1

1×10-2

V/m=100V/m
根據(jù)電場線與等勢線垂直，并且由高電勢指向低電勢，可知，場強E的方向垂直等勢面與AD夾60°角向左上，如圖．
②P點的電勢 φ_p=-Exsin30°=-100×0.6×sin30°V=-0.3V
③電子在P點的電勢能：
   E_p=φ_pq=（-0.3）×（-1.6×10^-19）J=4.8×10^-18J
答：
①場強的大小為100V/m，方向垂直等勢面與AD夾60°角向左上；
②P點的電勢為-0.3V；
③電子在P點的電勢能為4.8×10^-18J．

點評：解決本題關鍵要理解電場線與等勢線、場強與電勢差的關系、電勢與電勢能的關系等基本關系，注意公式E_p=φ_pq運用時各量要代入符號．