高中物理第2章電場與示波器電場能的性質(zhì)的應(yīng)用習(xí)題課滬科版選修3-1-資料下載頁
2024-11-19 23:12本頁面
【導(dǎo)讀】學(xué)案5習(xí)題課：電場能的性質(zhì)的應(yīng)用。[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]、電勢差、電勢能的概念.1．牛頓第二定律：物體的加速度與合外力成正比，與物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向與。2．動(dòng)能定理：合外力所做的功等于物體動(dòng)能的變化．。3．電場力做功的計(jì)算方法。WAB＝qEd，只適用于勻強(qiáng)電場，其中d為沿電場線方向的位移．。4．電勢能大小由電場和電荷決定．電場力做功與電勢能變化的關(guān)系為W＝ΔEp，電勢能與。8．勻強(qiáng)電場中電勢差與場強(qiáng)的關(guān)系式：U＝Ed，其中d為電場中兩點(diǎn)間沿電場線方向的距。解析由平衡條件可知電場力方向與F方向相反、大小相等，又知點(diǎn)電荷帶負(fù)電，故電。場強(qiáng)度方向與電場力方向相反，所以電場方向與F方向相同，如圖所。指向曲線凹側(cè)；其速度方向與電場力方向夾角小于90°時(shí)電場力做正功，大于90°時(shí)電場力。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)
【正文】 答案 見解析 解析 由 于電場線與等勢面垂直，而且在勻強(qiáng)電場中，電勢相等的點(diǎn)的連線必在同一等勢面上，所以與等勢點(diǎn)連線垂直的線必是電場線．電勢相等的點(diǎn)可根據(jù)勻強(qiáng)電場的特點(diǎn)，利用等分法來找．因 φB＝ 6 V， φC＝－ 6 V，由勻強(qiáng)電場的特點(diǎn)知： BC 連線的中點(diǎn) D 處的電勢必為零；同理，把 AC 線段等分成三份，在等分點(diǎn) D′處的電勢也必為零．連結(jié) DD′即為該電場中的一條等勢線．根據(jù)電場線與等勢線垂直，可以畫出電場中的電場線，如圖中實(shí)線所示，由沿場強(qiáng)方向電勢降低可確定場強(qiáng)的方向．將一電子從 A移到 B，電場力做功為： W＝－ eUAB＝－ e(12－ 6)V＝－ 6 eV 9 所示， A、 B、 C、 D 是勻強(qiáng)電場中一正方形的四個(gè)頂點(diǎn)．已知 A、 B、 C三點(diǎn)的電勢分別為 φA＝ 15 V， φB＝ 3 V， φC＝－ 3 V，求： 圖 9 (1)AC 的三等分點(diǎn) F 點(diǎn)電勢 φF； (2)D 點(diǎn)電勢 φD. 答案 (1)3 V (2)9 V 解析 (1)UAC＝ UAE＋ UEF＋ UFC＝ φA－ φC＝ 18 V 又 UAE＝ UEF＝ UFC， UFC＝ φF－ φC 所以 φF＝ 3 V (2)如圖，由題意知 φE＝ 9 V， φF＝ 3 V，顯然 B、 F兩 點(diǎn)等電勢， D、 E 兩點(diǎn)等電勢，故 D 點(diǎn)電勢 φD 為 9 V. 題組四 勻強(qiáng)電場中的力學(xué)綜合題 11．勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)為 40 N/C，在同一條電場線上有 A、 B 兩點(diǎn)，把質(zhì)量為 210－ 9 kg、帶電荷量為－ 210－ 9 C 的微粒從 A點(diǎn)移到 B 點(diǎn)，電場力做了 10－ 7 J 的正功．求： (1)A、 B 兩點(diǎn)間的電勢差 UAB； (2)A、 B 兩點(diǎn)間的距離； (3)若微粒在 A點(diǎn)具有與電場線同向的速度為 10 m/s，在只有電場力作用的情況下，求經(jīng)過B 點(diǎn)的速度． 答案 (1)－ 75 V (2) m (3)5 10 m/s，方向與電場線同向 解析 (1)WAB＝ UABq UAB＝ WABq ＝ 10－ 7－ 210－ 9 V＝－ 75 V. (2)由題意知：場強(qiáng)方向由 B→A ，故 UBA＝ Ed， d＝ UBAE ＝ 7540 m＝ m. (3)由動(dòng)能定理有 WAB＝ 12mv2B－ 12mv2A 解得 vB＝ 5 10 m/s，方向與電場線 同向． 10 所示，勻強(qiáng)電場中有 A、 B、 C 三點(diǎn)構(gòu)成等邊三角形，邊長均為 4 cm，將一帶電荷量 q＝ 10－ 10 C 的正電荷 (不計(jì)重力 )從 A點(diǎn)移到 C點(diǎn)，電場力做功為－ 310－ 9 J，若把同一電荷從 A點(diǎn)移到 B點(diǎn)，電場力做功也為－ 310－ 9 J，那么該電場的場強(qiáng)是多大？ 圖 10 答案 5102 V/m 解析 把正電荷從電場中的 A 點(diǎn)分別移到 C 點(diǎn)或 B 點(diǎn)，電場力做的功相同，根據(jù) WAB＝qUAB 可知， B、 C 兩點(diǎn)電 勢相同，在同一等勢面上，由于電場中的等勢面與電場線垂直，可見 A點(diǎn)與 BC 等勢面在場強(qiáng)方向的距離 d＝ AB sin 60176。＝ 410－ 2 32 m＝ 2 310－ 2 m. A、 B 兩點(diǎn)的電勢差 UAB＝ Wq ＝ － 310－ 10－ 10 V＝－ 10 3 V. 該電場的電場強(qiáng)度 E＝ UBAd ＝ 10 32 310－ 2 V/m＝ 5102 V/m. q 的小球用細(xì)線懸掛在兩塊面積很大的豎直平行板間的 O 點(diǎn)，小球質(zhì)量m＝ 2 g，懸線長 L＝ 6 cm，兩板間距離 d＝ 8 cm，當(dāng)兩板間加上 U＝ 2103 V的電壓時(shí)，小球自懸線水平的 A點(diǎn)由靜止開始向下運(yùn)動(dòng)到達(dá) O 點(diǎn)正下方的 B 點(diǎn)時(shí)的速度剛好為零，如圖11 所示，以后小球一直在 A、 B 之間來回?cái)[動(dòng)．取 g＝ 10 m/s2，求小球所帶的電荷量． 圖 11 答案 810－ 7 C 解析 取小球?yàn)檠芯繉ο?，重?mg 豎直向下，電場力 qE 水平向左，繩的 拉力為 T，在小球由 A向 B 運(yùn)動(dòng)的過程中，重力 mg對小球做正功，電場力 qE對小球做負(fù)功，拉力 T 不做功，根據(jù)動(dòng)能定理 mgL－ qEL＝ 0， 又因?yàn)?E＝ Ud， 由以上兩式可得： q＝ 810－ 7 C.
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