新課標(biāo)人教版3-1選修三16電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系3(參考版)
2024-11-22 11:08本頁(yè)面
【正文】 斜向上，要使質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)，則： ? (1)微粒帶何種電荷？電量是多少？ ? (2)在入射方向的最大位移是多少？ ? 解析： 要使質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)，所受合力與 v0應(yīng)在一條直線上，而電場(chǎng)力與等勢(shì)面垂直，必在水平方向，則需考慮微粒的重力作用． ? (1)電場(chǎng)線由等勢(shì)面高處指向等勢(shì)面低處，得電場(chǎng)線方向水平向左，且 ? 為使合力與 v0在一條直線上，微粒的受力情況如圖所示，則知微粒帶正電，且 ? mg＝ qE， ? (2)帶電微粒在入射方向做勻減速運(yùn)動(dòng)，其加速度 a＝ ? 答案： (1)正電 ? 點(diǎn)評(píng)： 解決問題的關(guān)鍵有兩個(gè)：一是利用沿著電場(chǎng)線的方向電勢(shì)降低這一規(guī)律，判斷出電場(chǎng)的方向，求出電場(chǎng)強(qiáng)度的大小，最后得到靜電力的大小和方向，從而得到電荷的種類；二是初學(xué)者可能忽略微粒的重力，導(dǎo)致誤以為電場(chǎng)力的方向沿著運(yùn)動(dòng)方向．所以，在解答物體運(yùn)動(dòng)問題時(shí)一定要把握好受力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，挖掘隱含條件． ? 如圖所示，水平放置的 A、 B兩平行金屬板相距 h，上板 A帶正電，現(xiàn)有質(zhì)量為 m，帶電量為＋ q的小球在 B板下方距離為 H處，以初速度 v0豎直向上從 B板小孔進(jìn)入板間電場(chǎng)，欲使小球剛好打到 A板， A、 B間電勢(shì)差 UAB為多少？ ? 解析： 先分析物理過程；小球運(yùn)動(dòng)過程分兩個(gè)階段，在 B板下方時(shí)，只受重力作用，做豎直上拋運(yùn)動(dòng)；進(jìn)入電場(chǎng)后，受向下的重力、電場(chǎng)力的作用，向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，選用不同的方法解題． ? 解法一 力的觀點(diǎn) ? 對(duì)第一個(gè)過程： ? 對(duì)第二個(gè)過程：設(shè)加速度為 a， mg＋ Eq＝ma ? 由題意有： ? 注意到平行板內(nèi)部勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系，有 UAB＝ Eh ? 聯(lián)立以上各式解得： ? 解法二 能的觀點(diǎn) ? 將動(dòng)能定理用于運(yùn)動(dòng)全過程，注意在全過程中重力做負(fù)功，在第二個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中電場(chǎng)力做負(fù)功，則 W合 ＝ ΔEk得：－ mg(H＋ h)－ qUAB=0－ ? 解得： ? 空氣中的負(fù)氧離子對(duì)于人的健康極為有益．人工產(chǎn)生負(fù)氧離子的方法最常見的是電暈放電法．如圖所示一排針狀負(fù)極和環(huán)形正極之間加上直流高壓電，電壓達(dá)5000V左右，使空氣發(fā)生電離，從而產(chǎn)生負(fù)氧離子．在負(fù)極后面加上小風(fēng)扇，將大量負(fù)氧離子排出，使空氣清新化．針狀負(fù)極與環(huán)形正極間距離為 5mm，且視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，則電場(chǎng)強(qiáng)度為 __________V/m，電場(chǎng)對(duì)負(fù)氧離子的作用力為 ________N. ? 解析： 因?yàn)榭梢暈閯驈?qiáng)電場(chǎng)，所以 E＝ V/m＝ 1 106V/m，電場(chǎng)對(duì)負(fù)氧離子
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