20xx-20xx學(xué)年高中人教版物理選修3-1作業(yè)：14-電勢(shì)能和電勢(shì)-【含解析】-資料下載頁(yè)
2025-04-05 05:04本頁(yè)面
【正文】 ，從O點(diǎn)開(kāi)始以一定的水平初速度向右做直線運(yùn)動(dòng)，其位移隨時(shí)間的變化規(guī)律為s＝－10t2，式中s的單位為m，t的單位為s。不計(jì)空氣阻力，取g＝10 m/s2。求：(1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向；(2)帶電物體在0～ s內(nèi)電勢(shì)能的變化量。[解析] (1)由位移隨時(shí)間的變化規(guī)律s＝－10t2知，物體的初速度為v0＝6 m/s，加速度為a＝－20 m/s2，由牛頓第二定律得qE＝ma，解得E＝2104 N/C，由于物體帶正電且電場(chǎng)力方向向左，所以電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向左。(2) s末的速度為v1＝v0＋at＝6 m/s－20 m/s＝－4 m/s，由功能關(guān)系知，帶電物體在0～ s內(nèi)電勢(shì)能的增加量為ΔE＝－m(v－v)＝210－2 J。[答案] (1)2104 N/C 水平向左 (2)210－2 J6．(14分)如圖所示，在豎直平面內(nèi)，光滑絕緣直桿AC與半徑為R的圓周交于B、C兩點(diǎn)，在圓心處有一固定的正點(diǎn)電荷，B點(diǎn)為AC的中點(diǎn)，C點(diǎn)位于圓周的最低點(diǎn)?，F(xiàn)有一質(zhì)量為m、電荷量為－q、套在桿上的帶負(fù)電小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始沿桿下滑。已知重力加速度為g，A點(diǎn)距過(guò)C點(diǎn)的水平面的豎直高度為3R，小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為2。求：(1)小球滑至C點(diǎn)時(shí)的速度大小；(2)若以C點(diǎn)作為參考點(diǎn)(零電勢(shì)點(diǎn))，試確定A點(diǎn)的電勢(shì)。[解析] (1)因?yàn)锽、C兩點(diǎn)電勢(shì)相等，故小球從B到C的過(guò)程中電場(chǎng)力做的總功為零，由幾何關(guān)系可得BC的豎直高度hBC＝根據(jù)動(dòng)能定理有mg＝－解得vC＝。(2)小球從A到C，重力和電場(chǎng)力均做正功，所以由動(dòng)能定理有mg3R＋W電＝又根據(jù)電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系得W電＝EpA－EpC＝－qφA－(－qφC)又因?yàn)棣誄＝0解得φA＝。[答案] (1) (2) 8
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