20xx-20xx學(xué)年高中人教版物理選修3-1作業(yè)：14-電勢能和電勢-【含解析】-資料下載頁
2025-04-05 05:04本頁面
【正文】 ，從O點開始以一定的水平初速度向右做直線運(yùn)動，其位移隨時間的變化規(guī)律為s＝－10t2，式中s的單位為m，t的單位為s。不計空氣阻力，取g＝10 m/s2。求：(1)勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度大小和方向；(2)帶電物體在0～ s內(nèi)電勢能的變化量。[解析] (1)由位移隨時間的變化規(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力方向向左，所以電場強(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，在圓心處有一固定的正點電荷，B點為AC的中點，C點位于圓周的最低點?，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)從A點由靜止開始沿桿下滑。已知重力加速度為g，A點距過C點的水平面的豎直高度為3R，小球滑到B點時的速度大小為2。求：(1)小球滑至C點時的速度大??；(2)若以C點作為參考點(零電勢點)，試確定A點的電勢。[解析] (1)因為B、C兩點電勢相等，故小球從B到C的過程中電場力做的總功為零，由幾何關(guān)系可得BC的豎直高度hBC＝根據(jù)動能定理有mg＝－解得vC＝。(2)小球從A到C，重力和電場力均做正功，所以由動能定理有mg3R＋W電＝又根據(jù)電場力做功與電勢能的關(guān)系得W電＝EpA－EpC＝－qφA－(－qφC)又因為φC＝0解得φA＝。[答案] (1) (2) 8
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