20xx教科版高中物理選修3-113電場電場強(qiáng)度和電場線同步精練1(更新版)
【正文】 粒子帶正電荷 B． 粒子加速度逐漸減小 C． A 點(diǎn)的速度大于 B 點(diǎn)的速度 D． 粒子的初速度不為零 答案 BCD 解析 帶電粒子所受合外力 (即靜電力 )指向軌跡內(nèi)側(cè) ， 知靜電力方向向左 ， 粒子帶負(fù)電荷 ． 根據(jù) EA＞ EB， 知 B項(xiàng)正確；粒子從 A 到 B 受到的靜電力為阻力 ， C 項(xiàng)正確 ． 由于電場線為直線 ， 故粒子在 A 點(diǎn)速度不為零 ， D 正確 ． 電 場 力與牛頓第二定律的結(jié)合 圖 1－ 4－ 8 3． 用一條絕緣輕繩懸掛一個(gè)帶電小球 ， 小球質(zhì)量為 10－ 2 kg， 所帶電荷量為＋ 10－ 8 C． 現(xiàn)加一水平方向的勻強(qiáng)電場 ， 平衡時(shí)絕緣繩與豎直線成 30176。 ， 得最小場強(qiáng) E＝ mgsin 60176。 3qL2 ＝ 3kq2L2 ， 則 a＝Fm＝3kq2mL2① 相碰后兩球 電荷量先中和 ， 后平分 ， 所以帶電荷量均為－ q， 兩球再次相距為 L 時(shí) ， 庫侖力 F′＝ kq2L2 ， 則兩球加速度均為 a′＝F′m ＝kq2mL2② 由 ①② 式得 a′＝ 13a. 12. 圖 1－ 4－ 19 如圖 1－ 4－ 19所示 ， 在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細(xì)管的圓心 O處固定一點(diǎn)電荷 ， 將質(zhì)量為 m， 帶電荷量為＋ q 的小球從圓弧管的水平直徑端點(diǎn) A由靜止釋放 ， 小球沿細(xì)管滑到最低點(diǎn) B 時(shí) ， 對管壁恰好無壓力 ． 求： (1)固定于圓心處的點(diǎn)電荷在 AB 弧中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度 大?。? (2)若把 O 處固定的點(diǎn)電荷拿走 ， 加上一個(gè)豎直向下場強(qiáng) 為 E 的勻強(qiáng)電場 ， 帶電小球仍從 A 點(diǎn)由靜止釋放 ， 下滑到最低點(diǎn) B 時(shí) ， 小球?qū)Νh(huán)的壓力多大？ 答案 (1)3mgq (2)3(mg＋ qE) 解析 (1)由 A 到 B， 由動(dòng)能定理得： mgr＝ 12mv2－ 0 在 B 點(diǎn) ， 對小球受力分析 ， 由牛頓第二定律有： qE－ mg＝ mv2r 聯(lián)立以上兩式解得： E＝ 3mgq 因?yàn)?O 點(diǎn)固定的是點(diǎn)電荷－ Q， 由 E＝ kQr2可知：等勢面上各處的場 強(qiáng)大小均相等 ， 即 AB 弧中點(diǎn)處的電場強(qiáng)度為 E＝ 3mgq (2)設(shè)小球到達(dá) B 點(diǎn)時(shí)的速度為 v， 由動(dòng)能定理得： (mg＋ qE)r＝ 12mv2 設(shè)在 B 點(diǎn)處環(huán)對小球的彈力為 N， 由牛頓第二定律得： N－ mg－ qE＝ mv2r 聯(lián)立兩式 ， 解得 小球在 B 點(diǎn)受到環(huán)的壓力為： N＝ 3(mg＋ qE) 由牛頓第三定律得：小球在 B 點(diǎn)對環(huán)的壓力大小為 N＝ 3(mg＋ qE) 13. 圖 1－ 4－ 20 長為 L 的絕緣細(xì)線下系一帶正電的小球 ， 其帶電荷量為 Q， 懸于 O 點(diǎn) ， 如圖 1－ 4－ 20所 示 ． 當(dāng)在 O 點(diǎn)另外固定一個(gè)正電荷時(shí) ， 如果球靜止在 A 處 ， 則細(xì)線拉力是重力 mg 的兩倍 ， 現(xiàn)將球拉至圖中 B 處 (θ＝ 60176。 解得 E＝ 36 107 N/C. (2)突然剪斷輕繩 ， 小球受重力和電場力 ， 初速度為零 ， 做勻加速直線運(yùn)動(dòng) ． F 合 ＝ mgcos 30176。q 6
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