20xx教科版高中物理選修3-117等勢(shì)線(xiàn)和運(yùn)動(dòng)軌跡同步精練-wenkub
2022-12-09 18:23:08 本頁(yè)面
【正文】 ＝ MN＝ NC，如圖所示 ， 盡管 AC不一定是場(chǎng)強(qiáng)方向 ， 但可以肯定 AM、 MN、 NC在場(chǎng)強(qiáng)方向上的投影長(zhǎng)度相等 ， 由 U＝ Ed可知 ， UAM＝ UMN＝ UNC＝ φ A－ φC3 ＝ 15－（－ 3）3 V＝ 6 V． 由此可知 ， φ N＝ 3 V， φ M＝ 9 V， B、 N兩點(diǎn)等電勢(shì) ， BN的連線(xiàn)即為等勢(shì)面 ，那么電場(chǎng)線(xiàn)與 BN垂直 ． 電場(chǎng)強(qiáng)度的方向?yàn)殡妱?shì)降低的方向：斜向下 ． 題組四 電場(chǎng)力做功與電勢(shì)、電勢(shì)差、電勢(shì)能的綜合問(wèn)題 圖 1－ 7－ 15 9． 如圖 1－ 7－ 15 所示 ， 光滑絕緣半圓環(huán)軌道放在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中 ， 場(chǎng)強(qiáng)為 E.在與環(huán)心等高處放有一質(zhì)量為 m、帶電荷量 ＋ q的小球 ， 由靜止開(kāi)始沿軌道運(yùn)動(dòng) ， 下列說(shuō)法正確的是 ( ) A． 小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能恒定 B． 小球經(jīng)過(guò)環(huán)的最低點(diǎn)時(shí)速度最大 C． 小球電勢(shì)能增加 EqR D． 小球由靜止釋放到達(dá)最低點(diǎn) ， 動(dòng)能的增量等于 mgR 答案 B 解析 小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中除重力做功外 ， 還有電場(chǎng)力做功 ， 所以機(jī)械能不守恒 ， A錯(cuò)誤；小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中 ， 重力與電場(chǎng)力均做正功 ， 重力勢(shì)能減 少 mgR， 電勢(shì)能減少 EqR，而動(dòng)能增加 mgR＋ EqR， 到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大 ， 所以速度最大 ， 因此 B 正確 ， C、 D 錯(cuò)誤 ． 圖 1－ 7－ 16 10． 如圖 1－ 7－ 16 所示 ， A、 B、 C為一等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn) ， 某勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線(xiàn)平行于該三角形平面 ． 現(xiàn)將電荷量為 10－ 8 C的正點(diǎn)電荷從 A點(diǎn)移到 B點(diǎn) ， 電場(chǎng)力做功為 3 10－ 6 J， 將另一電荷量為 10－ 8 C 的負(fù)點(diǎn) 電荷從 A點(diǎn)移到 C點(diǎn) ， 克服電場(chǎng)力做功 3 10－ 6 J． 若AB邊長(zhǎng)為 2 3 cm， 則電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為 ________． 方向 ________． 答案 104 V/m 為垂直 B、 C連線(xiàn)由 A指向 BC 解析 正點(diǎn)電荷從 A點(diǎn)移到 B 點(diǎn)時(shí) ， 電場(chǎng)力做正功 ， 故 A點(diǎn)電勢(shì)高于 B點(diǎn) ， 可求得：UAB＝ WABq ＝ 3 10－ 610－ 8 V＝ 300 V. 負(fù)點(diǎn)電荷從 A點(diǎn)移到 C點(diǎn) ， 克服電場(chǎng)力做功 ， 同理可判斷 A點(diǎn)電勢(shì)高于 C點(diǎn) ， 可求得： UAC＝ WACq ＝ － 3 10－ 6－ 10－ 8 V＝ 300 V. 因此 B、 C兩點(diǎn)電勢(shì)相等 ， UBC＝ 0， 由于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)線(xiàn)是一簇平行直線(xiàn) ． 因此 ，BC為一等勢(shì)線(xiàn) ， 故電場(chǎng)線(xiàn)方向垂直 D為直線(xiàn) BC的中點(diǎn) ， 則電場(chǎng)方向?yàn)橛?A指向 D.直線(xiàn) AB在電場(chǎng)方向的距離 d等于線(xiàn)段 AD的長(zhǎng)度 ， 故由勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系式可得： E＝ UABd ＝ 3002 3 10－ 2 cos
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