二、填空题(共20分)
11.如图所示,a、b为电场中同一电场线上的两点,两点的电势分别为φa=8 V,φb=6 V.将一个带电量为1.6×10-19 C的质子放在电场中的a点.
(1) 该质子在a点具有的电势能为________J;
(2) 该质子从a点运动到b点,电场力做功为________J.
【答案】 1.2810-18J;3.2
10-19 J
【解析】该质子在a点具有的电势能为;该质子从a点运动到b点,电场力做功
。
12.图中虚线所示为静电场中的等势面1、2、3、4,相邻的等势面之间的电势差相等,其中等势面3的电势为0。一带负电的点电荷在静电力的作用下运动,经过a、b点时的动能分别为18eV和3eV. 当这一点电荷运动到某一位置,其电势能变为-2eV,则它的动能应为______eV.
【答案】10
13.如图所示是一匀强电场,在电场中有M、N、P三点,M、N的连线与电场线方向平行,P、N的连线与电场线方向垂直。已知场强E=2×102N/C,MN间的距离s=30cm,一个电荷量为q=-4×10-8C的点电荷从M点沿MN连线移到N点,电势能 (填“增加”或“减少”)了 J,沿MP连线移到P点,电势能变化了 J。
【答案】增加 , 2.4×10-6 , 2.4×10-6
【解析】点电荷从M点沿MN连线移到N点,电场力水平向左,位移向右,电场力做负功,动能减小,电势能增大,P点电势与N点电势相等,由N到N点电场力做功qEd=-4×10-8C×2×102N/C×0.3m=2.4×10-6 J
三、计算题(共40分)
14.在匀强电场中,将一电荷量为2×10-5C的负电荷由M点移到N点,其电势能增加了10-3J,已知M、N间的距离为2cm,两点连线与电场线(方向未知)成600角,如图所示。
(1)在图上标出电场线的方向
(2)M、N两点间的电势差UMN等于多少? 设M点电势为0,则N点电势φN等于多少?
(3)该匀强电场的场强为多大?
【答案】(1)向右 (2)
(3)
15.如图所示,在正的点电荷Q的电场中有a、b两点,它们到点电荷Q的距离
。求
(l)a、b两点哪点电势高?
(2)将一负电荷放在a、b两点,哪点电势能较大?
(3)若a、b两点问的电势差为100V,将二价负离子由a点移到b点是电场力对电荷做功还是电荷克服电场力做功?做功多少?
【答案】(1)a点的电势较高(2)b点电势能较大(3)3.2×10-17J。
16.将一个电量为1×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服电场力做功2×10-6J。从C点移
到D点,电场力做功7×10-6J。若已知B点电势比C点高3V,求(1)A到B的电势差;(2)A到D的电势差;(3)设C点的电势为零,则D点的电势为多少?
【答案】2V -2V 7V
【解析】由公式得:
(1)
(2),UAD=UAB+UBC+UCD=-2V
(3)UCD=-
,
=0,UCD=-7V,得
=7V