電場強度與電勢的關(guān)系電場中的功能關(guān)系(參考版)
2024-11-13 05:48本頁面
【正文】 m2/C2，取 g ＝ 10 m /s2) (1) 小球 B 開始運動時的加速度為多大？ (2) 小球 B 的速度最大時，距 M 端的高度 h1為多大？ (3) 小球 B 從 N 端運動到距 M 端的高度 h2＝ 0 .61 m時，速度為 v ＝ m /s ，此過程中小球 B 的電勢能改變了多少？ 誘思啟導 ( 1) 小球 B 受幾個力？ 畫出受力分析圖．小球 B 向下運動過程中哪些力發(fā)生變化？如何變化？小球 B 受的合力呢？小球 B 何時速度最大？ ( 2) 小球 B 向下運動過程，各種形式的能如何變化？應用能量守恒解答小球 B 的電勢能的改變量． 【解析】 ( 1) 開始運動時小球 B 受重力、庫侖力、桿的彈力和電場力，沿桿方向運動， 由牛頓第二定律得 mg －kQ qL2 － qE sin θ ＝ ma ， 解得 a ＝ g －kQ qL2m－qE sin θm， 代入數(shù)據(jù)解得 a ＝ m /s2. ( 2) 小球 B 速度最大時合力為零， 即kQ qh21＋ qE sin θ ＝ mg ， 解得 h1＝kQ qmg － qE si n θ， 代入數(shù)據(jù)解得 h1＝ m . ( 3) 小球 B 速度從零變化到 m /s 的過程中，重力勢能減少了 Δ Ep1，動能增加了 Δ Ek，電勢能增加了 Δ Ep2，由能量守恒定律有： Δ Ep1＝ Δ Ek＋ Δ Ep2，即 mg ( L － h2) ＝12m v2＋ Δ Ep2，解得 Δ Ep2＝ 10－ 2 J. 。 ，則做正功． ( 4) 由動能定理計算， W 電 ＋ W 其 ＝12m v2t－12m v20. 2 ． 在解決電場中的能量問題時常用到的基本規(guī)律有動能定理、能量守恒 定律，有時也會用到功能關(guān)系． (1) 應用動能定理解決 問題需研究合外力的 功 ( 或總功 ) ． (2) 應用能量守恒解決問題需注意電勢能和其他形式能間的轉(zhuǎn)化． (3) 應用功能關(guān)系解決該類問題需明確電場力做功與電勢能改變之間的對應關(guān)系． 例 2 如圖中虛線所示為靜電場中的等勢面 1 、 2 、 3 、 4 ，相鄰的等勢面之間的電勢差相等，其中等勢面 3 的電勢為0. 一帶正電的點電荷在靜電力的作用下運動，經(jīng)過 a 、 b 點時的動能分別為 26 e V 和 5
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