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精英家教网在如图的匀强电场中,有A、B两点,且A、B两点间的距离为x=0.20m,已知AB连线与电场线夹角为θ=60°,今把一电荷量q=-2×10-8C的检验电荷放入该匀强电场中,其受到的电场力的大小为F=4.0×10-4N,方向水平向左.求:
(1)电场强度E的大小和方向;
(2)若把该检验电荷从A点移到B点,电势能变化了多少;
(3)若A点为零电势点,B点电势为多少.
分析:(1)已知试探电荷所受的电场力和电荷量,由E=
F
q
求解电场强度的大小,场强与负电荷所受的电场力方向相反.
(2)根据功的公式求出检验电荷从A点移到B点电场力做功,根据功能关系分析电势能变化.
(3)根据电势差公式UAB=
W
q
求出A、B间的电势差,由UABAB,φA=0,求解B点电势.
解答:解:(1)电场强度E的大小为 E=
F
q
=
4×10-4
2×10-8
N/C=2×104N/C,方向水平向右.
(2)检验电荷从A点移到B点电场力做的功W=-Fxcosθ=-4.0×10-4×0.2×cos60°J=-4.0×10-5J
由电场力做功与电势能变化关系得,检验电荷从A点移到B点电势能增加了4×10-5J.
(3)由UAB=
W
q
得:UAB=
-4×10-5
-2×10-8
V=2.0×103V  
又UABAB,φA=0
解得,φB=-2.0×103V
答:
(1)电场强度E的大小为2×104N/C,方向水平向右.
(2)若把该检验电荷从A点移到B点电势能增加了4×10-5J.
(3)若A点为零电势点,B点电势为-2.0×103V.
点评:解决本题的关键是掌握电场强度与电势差的定义式,知道电场力做功与电势能变化的关系,属于基础性问题.
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