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为了使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速由A点运动到B点,必须对该电荷施加一个恒力F。如图所示,若AB=0.4 m,θ=37°,q=-3.0×10-7 C,F=1.5×10-4 N,A点电势φA=100 V。(不计电荷所受到的重力)
(1)在图中用实线画出电场线,用虚线画出通过A、B两点的等势线,并标明它们的电势;
(2)求q在由A到B的过程中电势能的改变量是多少?
解:电荷由A点匀速运动到B点,说明电荷受到的电场力与恒力F大小相等,方向相反,故电场线与力F方向相同。等势线垂直于该点的电场线。如图所示
电荷由A点运动到B点的过程中,电场力所做的功为W=-Eq·AB·cosθ= -F·AB·cosθ=-1.5×10-4×0.4×0.8 J=-4.8×10-5 J
根据功能关系可知,电势能将增加4.8×10-5 J
根据W=q(φAB)得,B点电势为-60 V
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为了使带负电的点电荷在匀强电场中沿直线匀速地由a运动到b,必须对该电荷施加一个恒力作用,该恒力大小为F,方向与ab成θ角,如图所示.点电荷重力忽略不计.则(  )

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A.ab是匀强电场中的等势线                  B.匀强电场的场强方向和F方向相反

C.a点的电势比b点的电势高                 D.电荷由a到b的过程中电势能减小

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(1)在图中用实线画出电场线,用虚线画出通过AB的等势线,并标明它们的电势;

(2)求q在由AB的过程中电势能的改变量是多少?

 

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