如图所示,匀强电场中,直角三角形ABC的平面与匀强电场方向平行,边长AB=8cm、BC=6cm.把电荷量q=-2×10-10C的点电荷由A点移到B点,静电力做功W1=1.6×10-9J;再由B点移到C点,克服静电力做功W2=1.6×10-9J.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)A、B和B、C间的电势差UAB和UBC;
(2)该电场的电场强度E大小和方向.
(1)根据U=
,分别可求AB间和BC间的电势差,W q
即UAB=
=W1 q
=-8V 1.6×10-9J -2×10-10C
UBC=
=-W2 q
=8V.①-1.6×10-9J -2×1010C
(2)据UAB=-8V 和UBC=8V可知:A点和C点电势相等,即直线AC是等势线;根据场强方向与等势线垂直,判断场强的方向.
由几何关系知,B点到直线AC的距离:d=ABsin37°…②
匀强电场电势差与场强的关系式得:E=
…③UBC d
联立①②③解之得:E=1.67×102V/m 方向与AC垂直斜向下;
答:(1)A、B和B、C间的电势差分别为-8V和8V;(2)该电场的电场强度E大小为1.67×102V/m,方向方向与AC垂直斜向下.