教科版選修3-1：第一章靜電場(chǎng)學(xué)案6-資料下載頁(yè)
2024-12-08 08:44本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]、電勢(shì)差、電勢(shì)能的概念.能的變化，其關(guān)系式為WAB＝EpA－EpB.7．電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系式為WAB＝qUAB或者簡(jiǎn)單的寫成W＝qU.加一恒力F，如圖1所示．若AB＝m，α＝37°，q＝－3×10－7C，F(xiàn)＝×10－4N，A點(diǎn)。N/C＝5×102N/C，UBA＝φB－φA＝－EABcosα，φB＝φA－EABcosα＝－60V.負(fù)電荷在由A到B的過程中，電勢(shì)能增加，增量為ΔEp＝－qEd＝－qUBA＝－3×10－7×(－。若剪斷絲線，小球碰到金屬板需多長(zhǎng)時(shí)間？線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)碰到金屬板時(shí)，它的位移為x＝bsinθ，又由x＝12at2得t＝2xa＝2bcosθgsinθ＝。2．如圖5所示，虛線a、b、c代表電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面，3．如圖6所示，a、b、c、d為勻強(qiáng)電場(chǎng)中四個(gè)等勢(shì)面，將q＝－×10－10C的點(diǎn)電荷由A移到D，電場(chǎng)力所做的功WAD；
【正文】 運(yùn)動(dòng)到 b點(diǎn)時(shí)動(dòng)能沒有增大，說明電場(chǎng)力做負(fù)功 ． 根據(jù)動(dòng)能定理有： mgh－ qUab＝ 0，解得 a、 b 兩點(diǎn)間電勢(shì)差為 Uab＝ mghq .因?yàn)?a點(diǎn)電勢(shì)高于 b點(diǎn)電勢(shì)， Uab0，所以粒子帶負(fù)電，選項(xiàng) A、 B正確 ． 帶電粒子由 a運(yùn)動(dòng)到 b過程中，在重力和電場(chǎng)力的共同作用下，先加速運(yùn)動(dòng)后減速運(yùn)動(dòng) ． 因?yàn)橹亓楹懔Γ噪妶?chǎng)力為變力且 b點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于 a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng) ． 選項(xiàng) C正確， D錯(cuò)誤 ． 8． 勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為 40 N/C， 在同一 條電場(chǎng)線上有 A、 B兩點(diǎn) ， 把質(zhì)量為 2 10－ 9 kg、 帶電荷量為 － 2 10－ 9 C 的微粒從 A 點(diǎn)移到 B 點(diǎn) ， 電場(chǎng)力做了 10－ 7 J 的正功 ． 求 ： (1)A、 B 兩點(diǎn)間的電勢(shì)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(chǎng)線同向的速度為 10 m/s， 在只有電場(chǎng)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(chǎng)線同向 解析 (1)WAB＝ UABq UAB＝ WABq ＝ 10－ 7－ 2 10－ 9 V＝－ 75 V. (2)由題意知：場(chǎng)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(chǎng)線同向 ． 7 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， 各平面電勢(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 v0、 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) ， 求 ： 圖 7 (1)小球應(yīng)帶何種電荷及其電荷量 ； (2)小球受到的合外力的大小 ； (3)在入射方向上小球運(yùn)動(dòng)的最大位移 xm.(電場(chǎng)足夠大 ) 答案 (1)正電荷 mgdU (2) 2mg (3) 2v204g 解析 (1)作電場(chǎng)線如圖 (a)所示 ． 由題意知，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) ． 由圖 (b)知 qE＝ mg，相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差為 U，所以 E＝ Ud，所以 q＝ mgE ＝ mgdU . (2)由圖 (b)知， F 合 ＝ ?qE?2＋ ?mg?2＝ 2mg (3)由動(dòng)能定理得－ F 合 xm＝ 0－ 12mv20 所以 xm＝ mv202 2mg＝2v204g . 8 所示 ， 光滑絕緣細(xì)桿豎直放置 ， 它與以正點(diǎn)電荷 Q為圓心的某圓交于 B、 C 兩點(diǎn) ，質(zhì)量為 m、 帶電荷量為 － q的有孔小球從桿上 A 點(diǎn)無初速度下滑 ， 已知 q? Q， AB＝ h， 小球滑到 B 點(diǎn)時(shí)的速度大小為 A 到 B的過程中電場(chǎng)力做的功及 A、 B 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 ． 圖 8 答案 12mgh － mgh2q 解析 因?yàn)闂U是光滑的，所以小球從 A到 B過程中只有兩個(gè)力做功：電場(chǎng)力做功 WE和重力做功 mgh，由動(dòng)能定理得： WE＋ mgh＝ 12mv2B 代入已知條件 vB＝ 3gh得電場(chǎng)力做功 WE＝ 12m3 gh－ mgh＝ 12mgh U＝ WEq ＝ mgh2q 由于 φA＜ φB，所以 UAB＝－ mgh2q
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