教科版選修3-1：第一章 靜電場 學(xué)案6-文庫吧
2024-11-18 08:44 本頁面
【正文】 ，電勢能先變小后變大，故 C正確 ． 答案 C 針對訓(xùn)練 某靜電場中的電場線如圖 3 所示 ， 帶電粒子在電場中僅受電場力作用 ， 由 M 運(yùn)動(dòng)到 N， 其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線所示 ， 以下說法正確的是 ( ) 圖 3 A． 粒子必定帶正電荷 B． 由于 M 點(diǎn)沒有電場線 ， 粒子在 M 點(diǎn)不受電場力的作用 C． 粒子在 M 點(diǎn)的加速度小于它在 N 點(diǎn)的加速度 D． 粒子在 M 點(diǎn)的 動(dòng)能小于在 N 點(diǎn)的動(dòng)能 答案 ACD 解析 根據(jù)帶電粒子運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲的情況，可以確定粒子受電場力的方向沿電場線方向，故此粒子帶正電， A選項(xiàng)正確 ． 電場線越密，電場強(qiáng)度越大，粒子受到的電場力就越大，根據(jù)牛頓第二定律可知其加速度也越大，故此粒子在 N點(diǎn)加速度大， B選項(xiàng)錯(cuò)誤， C選項(xiàng)正確 ． 粒子從 M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到 N點(diǎn)，電場力做正功，根據(jù)動(dòng)能定理得此粒子在 N點(diǎn)的動(dòng)能大，故 D選項(xiàng)正確 ． 三、電場中的動(dòng)力學(xué)問題 帶電體在電場中的平衡問題和一般的平衡問題相同 ， 在原有受力分析的基礎(chǔ)上增加了電場力 ， 根據(jù)帶電體在電場中的平衡情況列出平衡方程 ． 當(dāng)帶電體在電場中做加速運(yùn)動(dòng)時(shí) ， 可用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和動(dòng)能定理求解 ． 例 3 豎直放置的兩塊足夠長的平行金屬板間有勻強(qiáng)電場 ． 其電場強(qiáng)度為 E， 在該勻強(qiáng)電場中 ， 用絕緣絲線懸掛質(zhì)量為 m 的帶電小球 ， 絲線跟豎直方向成 θ 角時(shí)小球恰好平衡 ， 如圖 4 所示 ． 請問 ： 圖 4 (1)小球帶電荷量是多少 ？ (2)若剪斷絲線 ， 小球碰到金屬板需多長時(shí)間 ？ 解析 (1)由于小球處于平衡狀態(tài)， 對小球受力分析如圖所示 Tsin θ＝ qE ① Tcos θ＝ mg ② 由 ①② 得 tan θ＝ qEmg，故 q＝ mgtan θE (2)由第 (1)問中的方程 ② 知 T＝ mgcos θ，而剪斷絲線后小球所受電場力和重力的合力與未剪斷絲線時(shí)絲線的拉力大小相等，故剪斷絲線后小球所受重力、電場力的合力等于 mgcos a＝ F合m＝ gcos θ，小球由靜止開始沿著絲線拉力的反方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)碰到金屬板時(shí)，它的位移為 x＝ bsin θ，又由 x＝ 12at2得 t＝ 2xa＝ 2bcos θgsin θ＝ 2bg cot θ 答案 (1)mgtan θE (2) 2bg cot θ 1． (電勢、電勢能、靜電 力做功 )某電場中 ， 點(diǎn)電荷從 a 點(diǎn)移到 b 點(diǎn) ， 電場力做功為零 ， 則 ( ) A． a、 b 兩點(diǎn)的場強(qiáng)一定相等 B． a、 b 兩點(diǎn)間的電勢差一定為零 C． a、 b 兩點(diǎn)的電勢一定相等 D． 電荷所受到的電場力總是垂直于其移動(dòng)方向 答案 BC 解析 電荷在電場中移動(dòng)過程中，電場力做功為零，則其電勢能不變，電荷在初、末兩位置的電勢能相等，因此電荷所在的初、末兩位置的電勢相等，但初、末兩位置間場強(qiáng)不一定相等 ． 雖然電場力做功為零，但不一定在移動(dòng)時(shí)電荷運(yùn)動(dòng)方向總是與電場力方向垂直，因?yàn)殡妶隽ψ龉榱憧梢杂啥喾N可能的運(yùn)動(dòng)路徑造成 ． 2． (等勢 面、電場線和運(yùn)動(dòng)軌跡的綜合 )如圖 5 所示 ， 虛線 a、 b、 c 代表電場中三個(gè)等勢面 ，相鄰等勢面間的電勢差相等 ， 實(shí)線為一帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡 ， P、 Q 是這條軌跡上的兩點(diǎn) ， 據(jù)此可知 ( ) 圖 5 A． 三個(gè)等勢面中 ， a 的電勢最高 B． 帶電質(zhì)點(diǎn)通過 P 點(diǎn)時(shí)電勢能較大
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