20xx教科版高中物理選修3-113電場電場強度和電場線同步精練1-資料下載頁
2024-11-28 18:22本頁面
【導(dǎo)讀】電場電場強度和電場線2. 庫侖力作用下的平衡。1．兩個通電小球帶電后相互排斥，如圖1－4－6所示．兩懸線跟豎直方向各有一個夾。角α、β，且兩球在同一水平面上．兩球質(zhì)量用m和M表示，所帶電量用q和Q表示．若已。知α＞β，則一定有關(guān)系(). D．m受到的電場力一定大于M所受電場力。解析庫侖力同樣滿足牛頓第三定律，滿足共點力平衡條件．由圖示可知兩小球相互排。斥，故A正確、D錯誤；偏角的大小與小球的質(zhì)量和懸線的長度有關(guān)，故B正確．。電場線與運動軌跡。B．粒子加速度逐漸減小。荷．根據(jù)EA＞EB，知B項正確；粒子從A到B受到的靜電力為阻力，C項正確．由于電場。線為直線，故粒子在A點速度不為零，D正確．。電場力與牛頓第二定律的結(jié)合。3．用一條絕緣輕繩懸掛一個帶電小球，小球質(zhì)量為×10－2kg，所帶電荷量為＋。2與繩子拉力方向相反。題組一對電場強度的理解。向不同，放同一檢驗電荷在a、b兩點所受電場力大小
【正文】 小為多大？ 答案 13a 13a 解析 設(shè)兩球的質(zhì)量均為 m， 開始兩球相距 L 時 ， 庫侖力大小為： F＝ kq 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 ， 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管的圓心 O處固定一點電荷 ， 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 A由靜止釋放 ， 小球沿細管滑到最低點 B 時 ， 對管壁恰好無壓力 ． 求： (1)固定于圓心處的點電荷在 AB 弧中點處的電場強度 大小； (2)若把 O 處固定的點電荷拿走 ， 加上一個豎直向下場強 為 E 的勻強電場 ， 帶電小球仍從 A 點由靜止釋放 ， 下滑到最低點 B 時 ， 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， 由動能定理得： mgr＝ 12mv2－ 0 在 B 點 ， 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 因為 O 點固定的是點電荷－ Q， 由 E＝ kQr2可知：等勢面上各處的場 強大小均相等 ， 即 AB 弧中點處的電場強度為 E＝ 3mgq (2)設(shè)小球到達 B 點時的速度為 v， 由動能定理得： (mg＋ qE)r＝ 12mv2 設(shè)在 B 點處環(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 的絕緣細線下系一帶正電的小球 ， 其帶電荷量為 Q， 懸于 O 點 ， 如圖 1－ 4－ 20所 示 ． 當在 O 點另外固定一個正電荷時 ， 如果球靜止在 A 處 ， 則細線拉力是重力 mg 的兩倍 ， 現(xiàn)將球拉至圖中 B 處 (θ＝ 60176。)， 放開球讓它擺動 ， 問： (1)固定在 O 處的正電荷的帶電荷量為多少？ (2)擺球回到 A 處時懸線拉力為多少？ 答案 (1)q＝ mgL2kQ (2)F 拉 ′＝ 3mg 解析 (1)球靜止在 A 處經(jīng)受力分析知受三個力作用：重力 mg、靜電力 F 和細線拉力 F拉 ， 由受力平衡和庫侖定律列式： F 拉 ＝ F＋ mg F＝ kQqL2 F 拉 ＝ 2mg 三式聯(lián)立解得： q＝ mgL2kQ . (2)擺回的過程只有重力做功 ， 所以機械能守恒 ， 規(guī)定最低點重力勢能等于零 ， 有： mgL(1－ cos 60176。 )＝ 12mv2， F 拉 ′ － mg－ F＝ mv2L 由 (1)知靜電力 F＝ mg， 解上述三個方程得： F 拉 ′ ＝ 3mg.
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