(1)求匀强电场的场强大小.
(2)若在圆心O处放置电荷量为10-8 C的正点电荷,求C点电场强度的大小和方向.(结果保留三位有效数字)
答案 (1)9 000 V/m (2)1.27×104 N/C,方向与水平方向成45°角斜向右上
解析 (1)由题图知A、B两点在匀强电场方向上的距离d=r+=0.15 m,所以匀强电场场强E==9 000 V/m.
(2)设正点电荷在C处产生的电场强度为E1,则
E1==9×103 N/C,方向由O指向C.
C处另有匀强电场,场强E=9×103 N/C,方向水平向右,与E1垂直,根据平行四边形定则,C处合电场的场强为E′=≈1.27×104 N/C,方向与水平方向成45°角斜向右上.
二、对关系式U=Ed和E=的理解
1.关系式表明了电场强度与电势差的关系
(1)大小关系:由E=可知,电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势,电场强度是电势差对空间位置的变化率,电势随空间变化的快慢,反映了电场强度的大小.
(2)方向关系:电场中电场强度的方向就是电势降低最快的方向.
2.U=Ed的两个推论
(1)在匀强电场中,沿任意一个方向,电势变化都是均匀的,故在同一直线上相同间距的两点间电势差相等.
(2)在匀强电场中,相互平行且长度相等的线段两端点的电势差相等.
例2 如图3所示,在xOy平面内有一个以O为圆心、半径R=0.1 m的圆,P为圆周上的一点,O、P两点连线与x轴正方向的夹角为θ.若空间存在沿y轴负方向的匀强电场,场强大小E=100 V/m,则O、P两点的电势差可表示为( )
图3
A.UOP=-10sin θ (V)