Question

【题目】如图所示，两个大平行金属板M、N间距离d＝1.2cm，两板接在电压U＝240V的电源上，M板接地，板间A点距M板0.2cm，B点距N板0.5cm。一个q＝﹣3×10﹣4C的电荷放在A点处，试求：

（1）该电荷在A点所受的静电力；

（2）该电荷在A点所具有的电势能和A点的电势；

（3）若该电荷由A点运动到B点，静电力做多少功，是正功还是负功。

Answer 1

【答案】（1）6 N　方向竖直向下；（2）1.2×10﹣2 J ﹣40 V；（3）3×10﹣2 J，是负功。

【解析】

（1）平行金属板间为匀强电场，且方向竖直向上，电场强度大小为

所以电荷在A点所受的静电力：F＝qE＝3×10﹣4×2.0×104 N＝6 N，方向竖直向下。

（2）金属板M的电势为零，即φM＝0，则有

UMA＝EdMA＝2.0×104×0.2×10﹣2 V＝40 V

又因UMA＝φM﹣φA

所以φA＝﹣40 V

电荷在A点的电势能：EpA＝qφA＝﹣3×10﹣4×（﹣40）J＝1.2×10﹣2 J

（3）电荷从A点运动到B点，静电力做的功为

WAB＝qEdAB

又因dAB＝d﹣dBN﹣dAM＝0.5 cm。

解得：WAB＝﹣3×10﹣2 J，为负功。