Question

20．如图所示，一个电荷量q=2×10^-8C的正电荷从M点移到N点，电场力做功 W₁=1.2×10^-7J，MN=5cm，NP=12cm，其中MN和电场方向平行，NP和电场方向的夹角为60°．
求：（1）匀强电场的电场强度E的大小．
（2）电荷从N点移到P点，电场力做的功W₂．
（3）M、P两点的电势差U．

Answer 1

分析 （1）根据电场力做功公式W=Uq及电场强度公式E=$\frac{U}{d}$求解，d是沿场强方向的距离；（2）先求出Np的电势差，再求出电场力做的功．（3）据U_MP=U_MN+U_NP求解即可．

解答 解：（1）据W=Uq可知：U_MN=$\frac{{W}_{1}}{q}$   ①
电场强度公式E=$\frac{U}{d}$   ②
联立①②求解得：E=120N/C
（2）U_NP=E•NPcos60°=120×0.12×0.5V=7.2V
W₂=qU_NP=1.44×10^-7J
（3）U_MP=U_MN+U_NP=6V+7.2V=13.2V
答：：（1）匀强电场的电场强度E的大小120N/C．
（2）电荷从N点移到P点，电场力做的功W₂为1.44×10^-7J．
（3）M、P两点的电势差为13.2V．

点评 明确求电场力做功可以根据功的一般公式W=Flcosα得到W=qEd或电场力做功公式W=Uq及电场强度公式E=$\frac{U}{d}$求解；知道电势差也可以根据W=qU或电势差是标量即U_MP=U_MN+U_NP求解．