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(參考版)
2024-12-02 18:22本頁面
【正文】 )＝ 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. 。 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??； (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。 ， 得最小場強 E＝ mgsin 60176。q 60176。 時 ， 小球處于平衡狀態(tài) ， 則勻強電場的場強大小可能為 ( ) 60176。 解得 E＝ 36 107 N/C. (2)突然剪斷輕繩 ， 小球受重力和電場力 ， 初速度為零 ， 做勻加速直線運動 ． F 合 ＝ mgcos 30176。 電場 電場強度和電場線 2 庫侖力作用下的平衡 圖 1－ 4－ 6 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
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