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(12)如下图所示,一对平行金属极板相距d=2cm,两板间匀强电场方向向下,场强大小E=1.6×103v/m,其中下极板接地(零电势)。A点距下板为h1=1.5cm,B板距下板为h2=0.5cm,试求:(电子电荷量为e=-1.6×10-19C

(1)两金属板之间的电势差大小;

(2)将一个电子从A点移动到B点电场力做的功?

电子的电势能是增加还是减少?

 

【答案】

(1)16 V (2)电势能增加了

【解析】(1)两金属板之间的电势差大小:

 

U = Ed                              …2分

 

= 1.6×10­­­3­­×2×10­­­­­­­-2 V/m              …1分

 

= 32 V                             …

 

A、B两点间的电势差:

 

UAB = EdAB                             …2分

= 1.6×10­­­3­­×(1.5-1)×10­­­­­­­-2 V/m      …1分

= 16 V                            

 

(2)将一个电子从A移到B电场力做的功:

  

WAB  =qUAB                                …2分

 

= -1.6×10­­­-19­­×16J                  …1分

 

= -2.56×10­­­-18J                     

 

因为电场力做负功,                    …2分

所以电子的电势能增加了。              …2分

本题考查电势差与场强的关系,U=Ed公式中d为沿电场线方向的投影,由W=qU可求得AB的功

 

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