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如图匀强电场中有一个边长为
5
cm的正方形ABCD,已知φA=15V,φB=3V,φC=-3V.
(1)求φD
(2)求出匀强电场的电场强度E.
分析:连接AC,在AC上找出电势为3V的点,作出等势线,抓住匀强电场的等势线是间距相等的平行线,确定出D点的电势,根据几何关系求出EF连线在电场方向上的距离,从而根据E=
U
d
求出匀强电场的电场强度.
解答:解:(1)连接AC,将AC分成三等份点,则E点的电势为9V,F点的电势为3V,连接BF、DE,可知DE∥BF,则D点的电势为9V.
(2)根据余弦定理得:cos∠FAB=cos45°=
AB2+AF2-BF2
2AB?AF

解得:BF=
5
3
cm.
则根据正弦定理得:
AB
sin∠AFB
=
BF
sin45°

解得:sin∠AFB=
3
10
10

则EF沿电场线方向上的距离为:d=EF?sin∠AFB=
10
3
×
3
10
10
=1cm

则电场强度为:E=
UEF
d
=
6
0.01
=600V/m

答:(1)D点的电势为9V
(2)匀强电场的电场强度为600V/m.
点评:解决本题的关键知道等势线与电场线垂直,匀强电场的等势线为间距相等的平行直线.本题对几何关系要求比较高,需加强训练.
练习册系列答案
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