Question

如图所示，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？

Answer 1

分析：（1）平行金属极板之间存在匀强电场，由U=Ed 求解两金属板之间的电势差大小．
（2）A、B间沿电场方向的距离等于h₁-h₂，由公式W=qEd求解电场力做的功．并由电场力做功的正负来确定电子的电势能的增减．

解答：解：（1）两金属板之间的电势差大小：
U=Ed=1.6×10³×2×10^-2V/m=32 V                             
（2）A、B两点间的电势差：
U_AB=Ed_AB=1.6×10³×（1.5-1）×10^-2V/m=16 V                             
将一个电子从A移到B电场力做的功：
W_AB=qU_AB                              
=-1.6×10^-19×16J                  
=-2.56×10^-18J                      
因为电场力做负功，所以电子的电势能增加了．  
答：（1）两金属板之间的电势差大小32V；
（2）将一个电子从A点移动到B点电场力做的负功，其值为2.56×10^-18J；电子的电势能是增加．

点评：考查电场中U=Ed，W=qU，注意前者要求电场强度恒定；电势能的增减可由电场力做功的正负来确定，还可以由电荷的电量正负与电势高低来确定．