【正文】
資料共分享,我們負(fù)責(zé)傳遞知識(shí)。受力圖如圖34所示,顯然最小的電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)是 ,方向垂直于V斜向上方。求這勻強(qiáng)電場(chǎng)最小場(chǎng)強(qiáng)的大小,并說(shuō)明方向。 典型錯(cuò)誤之三:因錯(cuò)誤理解直線運(yùn)動(dòng)的條件而出錯(cuò)。 分析糾錯(cuò):其實(shí)“固定光滑絕緣斜面”是干擾因素,只要分析物體的受力就不難發(fā)現(xiàn),物體根本不會(huì)沿斜面下滑,而是沿著重力和電場(chǎng)力合力的方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng),弄清了這一點(diǎn),就很容易求得本題正確答案應(yīng)是C. 典型錯(cuò)誤之二:因忽視偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)做功的變化而出錯(cuò)。 圖 31 E H 例1質(zhì)量為m的物塊,帶正電Q,開(kāi)始時(shí)讓它靜止在傾角α=600的固定光滑絕緣斜面頂端,整個(gè)裝置放在水平方向、大小為E=的勻強(qiáng)電場(chǎng),如圖31所示,斜面高為H,釋放物體后,物塊落地的速度大小為: A、 B、 C、2 D、2。故A、C二選項(xiàng)正確。據(jù)U=Ed,因d減小,故U減小。 問(wèn)題13:會(huì)解電容器有關(guān)問(wèn)題。 U1 L d V U2 V0 Vx Vy φ 分析與解:如圖所示,設(shè)加速電壓為U1,偏轉(zhuǎn)電壓為U2,偏轉(zhuǎn)板長(zhǎng)L,板距為d,離子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的速度為圖中的V,它與水平分速Vx之間的夾角φ叫做偏向角,可以表示出V的方向,因此,只要證明φ與正離子荷質(zhì)比無(wú)關(guān)即可。 問(wèn)題11:會(huì)解帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問(wèn)題。由能量關(guān)系知,選項(xiàng)D正確。因?yàn)殡妶?chǎng)力做正功,故電勢(shì)能逐漸減小,B正確。 分析與解:小物塊應(yīng)是先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng),到N點(diǎn)靜止,顯然電場(chǎng)力做正功,摩擦力做負(fù)功,且正功與負(fù)功數(shù)值相等。 問(wèn)題9:會(huì)用能量守恒的觀點(diǎn)解題。 (3)由幾何知識(shí)知B、C、D三點(diǎn)在以O(shè)為圓心的同一圓周上,是O點(diǎn)處點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中的等勢(shì)點(diǎn),所以q由D到C的過(guò)程中電場(chǎng)力做功為零,由能量守恒可得: 其中 得 質(zhì)點(diǎn)在C點(diǎn)受三個(gè)力的作用:電場(chǎng)力F,方向由C指向O點(diǎn);重力mg,方向豎直向下;支撐力FN,: ,即 解得:。即D選項(xiàng)正確。 (2)質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是( ) A、勻加速運(yùn)動(dòng) B、勻減速運(yùn)動(dòng) C、先勻加速后勻減速的運(yùn)動(dòng) D、加速度隨時(shí)間變化的運(yùn)動(dòng)。底邊BC長(zhǎng)為2L,處在水平位置,斜邊AC是光滑絕緣的,在底邊中點(diǎn)O處放置一正電荷Q,一個(gè)質(zhì)量為m,電量為q的帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)從斜面頂端A沿斜邊滑下,滑到斜邊上的垂足D時(shí)速度為V。 問(wèn)題8:會(huì)用力學(xué)方法分析求解帶電粒子的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。兩個(gè)帶異號(hào)電荷的小球用一絕緣剛性桿相連,小球的電量都為q,桿長(zhǎng)為L(zhǎng),且L 初始兩小球在很遠(yuǎn)處時(shí)各自具有的電勢(shì)能為零,所以E0=0;終點(diǎn)位置兩球處于圖11所示的靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),設(shè)帶正電小球的位置為a,該點(diǎn)的電勢(shì)為Ua,則帶正電小球電勢(shì)能為qUa。時(shí)能實(shí)現(xiàn)上述平衡狀態(tài). 問(wèn)題7:會(huì)計(jì)算電場(chǎng)力的功。+F2, 由以上二式得:E=k +cot60176。 例1如圖甲所示,兩根長(zhǎng)為L(zhǎng)的絲線下端懸掛一質(zhì)量為m,帶電量分別為+q和q的小球A和B,處于場(chǎng)強(qiáng)為E,方向水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)之中,使長(zhǎng)度也為L(zhǎng)的連線AB拉緊,并使小球處于靜止?fàn)顟B(tài),求E的大小滿足什么條件才能實(shí)現(xiàn)上述平衡狀態(tài). F1 F2 分析與解:對(duì)A作受力分析.設(shè)懸點(diǎn)與A之間的絲線的拉力為F1,AB之間連線的拉力為F2,受力圖如圖乙所示.根據(jù)平衡條件得 F1sin60176。為使平衡時(shí)AB間距離減為d/2,可采用以下哪些方法( ) 、B的質(zhì)量都增加到原來(lái)的2倍; ; 、B的電荷量都減小到原來(lái)的一半; 、B的電荷量都減小到原來(lái)的一半,同時(shí)將小球B的質(zhì)量增加到原來(lái)的2倍。所以C點(diǎn)處引入的點(diǎn)電荷QC= +4Q. O A B mBg F N L d 例1 如圖所示,已知帶電小球A、B的電荷分別為QA、QB,OA=OB,都用長(zhǎng)L的絲線懸掛在O點(diǎn)。 ②C處的點(diǎn)電荷肯定在電場(chǎng)力作用下平衡了;只要A、B兩個(gè)點(diǎn)電荷中的一個(gè)處于平衡,另一個(gè)必然也平衡。 A B C +4Q Q 例如圖所示,在真空中同一條直線上的A、B兩點(diǎn)固定有電荷量分別為+4Q和Q的點(diǎn)電荷。因?yàn)殡妶?chǎng)線與等勢(shì)線垂直,所以過(guò)B作BD的垂線就是一條電場(chǎng)線。 分析與解:用直線連接A、C兩點(diǎn),并將線段AC分作兩等分,中點(diǎn)為D點(diǎn),因?yàn)槭莿驈?qiáng)電場(chǎng),故D點(diǎn)電勢(shì)為2V,與B點(diǎn)電勢(shì)相等。 問(wèn)題5:會(huì)根據(jù)給定電勢(shì)的分布情況,求作電場(chǎng)線。若粒子在電場(chǎng)中從a向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng),故在不間斷的電場(chǎng)力作用下,動(dòng)能不斷減小,電勢(shì)能不斷增大。 分析與解:由于不清楚電場(chǎng)線的方向,所以在只知道粒子在a、b間受力情況是不可能判斷其帶電情況的。 例圖中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)線,虛線是某一帶電粒子通過(guò)該電場(chǎng)區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,a、b是軌跡上的兩點(diǎn)。選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。根據(jù)動(dòng)能定理有:mghqUab=0 解得a、b兩點(diǎn)間電勢(shì)差為Uab=mgh/q. 因?yàn)閍點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì),Uab0,所以粒子帶負(fù)電,選項(xiàng)AB皆正確。 例如圖所示,在a點(diǎn)由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子,粒子到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度恰好為零,設(shè)ab所在的電場(chǎng)線豎直向下,a、b間的高度差為h,則( ) a b A. 帶電粒子帶負(fù)電; B. a、b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差Uab=mgh/q。 有不少同學(xué)根據(jù)“a、b間距離等于b、c間距離”推斷出“Ua—Ub=Ub—Uc”而錯(cuò)選B。用Ua、Ub、Uc和Ea、Eb、Ec分別表示a、b、c三點(diǎn)的電勢(shì)和電場(chǎng)強(qiáng)度,可以判定: a b c A UaUbUc B Ua—Ub=Ub—Uc C EaEbEc D Ea=Eb=Ec 分析與解:從題中只有一根電場(chǎng)線,無(wú)法知道電場(chǎng)線的疏密,故電場(chǎng)強(qiáng)度大小無(wú)法判斷。 分析與解:因?yàn)? ,所以 將cb分成三等份,每一等份的電勢(shì)差為3V,如圖3所示,連接ad,并從c點(diǎn)依次作ad的平行線,得到各等勢(shì)線,作等勢(shì)線的垂線ce,場(chǎng)強(qiáng)方向由c指向e,所以 , 因?yàn)椋? 問(wèn)題3:會(huì)根據(jù)給出的