20xx教科版高中物理選修3-117等勢(shì)線和運(yùn)動(dòng)軌跡同步精練-資料下載頁(yè)
【導(dǎo)讀】等勢(shì)線和運(yùn)動(dòng)軌跡。1．如圖1－7－5所示，虛線a、b、c代表電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面，相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差。相等，實(shí)線為一帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在靜電力作用下通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡，P、Q是這條軌。跡上的兩點(diǎn)，據(jù)此可知(). A．三個(gè)等勢(shì)面中，Q點(diǎn)的電勢(shì)最高。解析由三個(gè)等勢(shì)面可以確定電場(chǎng)線方向，由軌跡QP可以確定質(zhì)點(diǎn)的受力方向，由于。點(diǎn)電勢(shì)能較大，由于P處等勢(shì)面密集，所以帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò)P點(diǎn)時(shí)加速度較大．。電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的理解。A．該電場(chǎng)一定是勻強(qiáng)電場(chǎng)。解析由題圖知，該電場(chǎng)線為直線，在我們常接觸的電場(chǎng)中，勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線是直線，線，故也可能是正電荷放在左端或負(fù)電荷放在右端時(shí)產(chǎn)生電場(chǎng)的電場(chǎng)線，另外也可能是。正負(fù)電荷之間的一條電場(chǎng)線，故A項(xiàng)錯(cuò)．電勢(shì)的高低可根據(jù)電場(chǎng)線由高電勢(shì)指向低電勢(shì)判。電勢(shì)能大，因此C項(xiàng)正確，也可假設(shè)負(fù)電荷由A移到B，則該過(guò)程中電場(chǎng)力方向向左，與
【正文】 ， UBC＝ 0， 由于勻強(qiáng)電場(chǎng)中的等勢(shì)線是一簇平行直線 ． 因此 ，BC為一等勢(shì)線 ， 故電場(chǎng)線方向垂直 D為直線 BC的中點(diǎn) ， 則電場(chǎng)方向?yàn)橛?A指向 D.直線 AB在電場(chǎng)方向的距離 d等于線段 AD的長(zhǎng)度 ， 故由勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系式可得： E＝ UABd ＝ 3002 3 10－ 2 cos 30176。 V/m＝ 104 V/m. 圖 1－ 7－ 17 11． 如圖 1－ 7－ 17所示 ， a、 b、 c、 d為勻強(qiáng)電場(chǎng)中四個(gè)等勢(shì)面 ， 相鄰等勢(shì)面間距離均為 2 cm， 已知 UAC＝ 60 V， 求： (1)設(shè) B點(diǎn)電勢(shì)為零 ， 求 A、 C、 D、 P點(diǎn)的電勢(shì)； (2)將 q＝－ 10－ 10 C 的點(diǎn)電荷由 A移到 D， 靜電力所做的功 WAD； (3)將 q＝ 10－ 10 C 的點(diǎn)電荷由 B 移到 C， 再經(jīng)過(guò) D 最后回到 P， 靜電力所做的功WBCDP. 答案 (1)φA＝ 30 V， φ C＝－ 30 V， φ D＝－ 60 V， φ P＝ 0 (2)－ 10－ 9 J (3)0 解析 (1)由題意可知 φP＝ φB＝ 0 UAC＝ 60 V， UAB＝ UBC， 所以 UAB＝ φA－ 0＝ 30 V 則 φA＝ 30 V， 同理 φC＝－ 30 V， φ D＝－ 60 V (2)WAD＝ qUAD＝ q(φA－ φD)＝－ 10－ 9 J (3)由于靜電力做功與路徑無(wú)關(guān) ， 只與初末位置有關(guān) ， 所以做功為 WBCDP＝ qUBP＝ 0. 12． 如圖 1－ 7－ 18 所示的電場(chǎng) ， 等勢(shì)面是一簇互相平行的豎直平面 ， 間隔均為 d， 各面電勢(shì)已在圖中標(biāo)出 ， 現(xiàn) 有一質(zhì)量為 m的帶電小球以速度 vo， 方向與水平方向成 45176。 角斜向上射入電場(chǎng) ， 要使小球做直線運(yùn)動(dòng) ． 問(wèn)： 圖 1－ 7－ 18 (1)小球應(yīng)帶何種電荷？電荷量是多少？ (2)在入射方向上小球最大位移量是多少？ (電場(chǎng)足夠大 ) 答案 (1)正電荷 mgdU (2) 2v204g 解析 (1)做電場(chǎng)線如下圖 (a)所示 ， 由題意 ， 只有小球受 到向左的 電場(chǎng)力 ， 電場(chǎng)力和重力的合力與初速度才可能在一條直線上 ， 如下圖 (b)所示 ， 只有當(dāng) F 合 與 v0在一條直線上才可能使小球做直線運(yùn)動(dòng) ． 所以小球帶正電 ， 小球沿 v0方向做勻減速運(yùn)動(dòng) ． 由 (b)知 qE＝ mg.相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差用 U表示 ， 所以 E＝ Ud， 所以 q＝ mgE ＝ mgdU . (2)由圖 (b)知 ， F 合 ＝ （ qE） 2＋（ mg） 2＝ 2mg(因?yàn)?qE＝ mg) 由動(dòng)能定理得－ F 合 sm＝ 0－ 12mv20 所以 sm＝ mv202 2mg＝2v204g .
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