Question

14．如图所示，平行带电金属极板A、B间的匀强电场场强E=2.4×10³V/m，两极板间的距离d=5cm，电场中C点和D点分别到A、B极板的距离均为0.5cm，C、D间的水平距离L=3cm，B板接地，求：
（1）C、D两点间的电势差U_CD；
（2）一带电量q=-2×10^-3C的点电荷从C沿直线运动到D的过程中，电荷的电势能变化了多少？

Answer 1

分析 B板接地电势为零，A板电势为负，故C、D两点间的电势差为负，由电场强度与电势差的关系U=Ed可求其大小，有电场力做功与电势能的关系得，电荷电势能的变化

解答 解：由题意，C、D两点沿垂直金属极板A、B的距离为  l=d-0.5×2=5-1=4cm，
由电场强度与电势差的关系U=Ed得 
${U}_{CD}=-Ed=-2.4×1{0}^{3}×0.04V=-96V$，
有电场力做功与电势能的关系，得W=qU=-2×10^-3×（-96）=0.192J，
又△Ep=-W=0.192J，故电势能减少
答：（1）C、D两点间的电势差U_CD为-96V
（2）电荷的电势能变化了0.192J

点评 考查了电场强度与电势差的关系及电场力做与电势能的关系