Question

如图所示，两个平行金属板AB中间为一匀强电场，AB相距10cm．CD为电场中的两点，其中点C在A板上，CD=8cm，

如图所示，两个平行金属板AB中间为一匀强电场，AB相距10cm．CD为电场中的两点，其中点C在A板上，CD=8cm，CD连线和电场方向成60°角，现把电量为1.6×10-19C的质子从C点移到D点，电场力做功为3.2×10-18J．求：（1）匀强电场的电场强度；（2）AB两点间的电势差；（3）若将A板接地，则质子在D点的电势能为多大．

Answer 1

（1）设CD间的电势差为U_CD，则：U_CD=

WCD

q

…①
匀强电场的场强为：E=

UCD

dCD?cos60°

…②
联立①②式，解得：E=

20

0.5×8×10?2

V/m=500V/m
（2）AB间的电势差为：U_AB=E?d_AB…③
代入得：U_AB=500×10×10^-2V=50V                        
（3）CD间的电势差为：U_CD=Ed_CDcos60°=500×0.08×0.5V=20V
因为A板接地，所以有：φ_A=0，φ_C=0
由U_CD=φ_C-φ_D；
可解得：φ_D=-20V
质子在D点的电势能为：E_PD=qφ_D=1.6×10^-19×（-20）J=-3.2×10^-18J
答：（1）匀强电场的场强E的大小为5×10³V/m；
（2）两平行金属板A、B间的电势差U_AB为50V；
（3）若将A板接地，则质子在D点的电势能为-3.2×10^-18J．