高中物理第2章電場與示波器電場能的性質(zhì)的應(yīng)用習(xí)題課滬科版選修3-1-展示頁
2024-12-01 23:12本頁面
【正文】 為 40 N/C，在同一條電場線上有 A、 B 兩點(diǎn)，把質(zhì)量為 210－ 9 kg、帶電荷量為－ 210－ 9 C 的微粒從 A點(diǎn)移到 B 點(diǎn)，電場力做了 10－ 7 J 的正功．求： (1)A、 B 兩點(diǎn)間的電勢差 UAB； (2)A、 B 兩點(diǎn)間的距離； (3)若微粒在 A點(diǎn)具有與電場線同向的速度為 10 m/s，在只有電場力作用的情況下，求經(jīng)過B 點(diǎn)的速度． 答案 (1)－ 75 V (2) m (3)5 10 m/s，方向與電場線同向 解析 (1)WAB＝ UAB＝ 173 32 V/m＝ 1 000 V/m，因此選項(xiàng) D 正確， C 錯(cuò)誤． 3． (電勢、電勢差、電場力做功的計(jì)算 )如圖 8所示， a、 b、 c、 d為勻強(qiáng)電場中四個(gè)等勢面，相鄰等勢面間距離均為 2 cm，已知 UAC＝ 60 V，求： 圖 8 (1)設(shè) B 點(diǎn)電勢為零，求 A、 C、 D、 P 點(diǎn)的電勢； (2)將 q＝－ 10－ 10 C 的點(diǎn)電荷由 A移到 D，電場力所做的功 WAD； (3)將 q＝ 10－ 10 C的點(diǎn)電荷由 B移到 C，再經(jīng)過 D 最后回到 P，電場力所做的功 WBCDP. 答案 (1)30 V － 30 V － 60 V 0 (2)－ 10－ 9 J (3)0 解析 (1)由題意可知 φP＝ φB＝ 0 UAC＝ 60 V， UAB＝ UBC，所以 UAB＝ φA－ 0＝ 30 V 則 φA＝ 30 V，同理 φC＝－ 30 V， φD＝－ 60 V (2)WAD＝ qUAD＝ q(φA－ φD)＝－ 10－ 9 J (3)由于電場力做功與路徑無關(guān)，只與初、末位置有關(guān)，所以做功為 WBCDP＝ qUBP＝ 0. 4． (電場中的動(dòng)力學(xué)問題 )如圖 9所示， Q為固定的正點(diǎn)電荷， A、 B 兩點(diǎn)在 Q 的正上方和 Q相距分別為 h 和 ，將另一點(diǎn)電荷從 A點(diǎn)由靜止釋放，運(yùn)動(dòng)到 B點(diǎn)時(shí)速度正好變?yōu)榱?，若此電荷?A點(diǎn)處的加速度大小為 34g， 求： 圖 9 (1)此電荷在 B 點(diǎn)處的加速度； (2)A、 B 兩點(diǎn)間的電勢差 (用 Q 和 h 表示 )． 答案 (1)3g，方向豎直向上 (2)－ 3kQh 解析 (1)由題意可知，這一電荷必為正電荷，設(shè)其電荷量為 q，由牛頓第二定律得，在 A點(diǎn)時(shí)： mg－ kQqh2＝ m角斜向上射入電場，要使小球做直線運(yùn)動(dòng)，求： 圖 5 (1)小球應(yīng)帶何種電荷及其帶電荷量； (2)小球受到的合外力； (3)在入射方向上小球運(yùn)動(dòng)的最大位移 sm.(電場足夠大 ) 解析 (1)作電場線如圖 (a)所示．由題意知，只有小球受到向左的電場力，電場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 鄰等勢面間的電勢差為 U，所以 E＝ Ud，所以 q＝ mgE ＝ mgdU . (2)由圖 (b)知， F 合＝ ＋ ＝ 2mg (3)由動(dòng)能定理得－ F 合 sm＝ 0－ 12mv20 所以 sm＝ mv202 2mg＝ 2v204g . 答案 (1)正電荷 mgdU (2) 2mg (3) 2v204g 1． (等勢面、電場線和運(yùn)動(dòng)軌跡的綜合 )如圖 6所示，虛線 a、 b、 c 代表電場中三個(gè)等勢面，相鄰等勢面間的電勢差相等，實(shí)線為一帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場力作用下通過該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡， P、 Q 是這條軌跡上的兩點(diǎn)，據(jù)此可知 ( ) 圖 6 A．三個(gè)等勢面中， a 的電勢最高 B．帶電質(zhì)點(diǎn)通過 P 點(diǎn)時(shí)電勢能較大 C．帶電質(zhì)點(diǎn)通過 P 點(diǎn)時(shí)動(dòng)能較大 D．帶電質(zhì)點(diǎn)通過 P 點(diǎn)時(shí)加速度較大 答案 BD 解析 由軌跡 QP 可以確定質(zhì)點(diǎn)的受力方向，由于該質(zhì)點(diǎn)帶正電，所以可以判斷 P 點(diǎn)電勢高．由 Q 到 P，電場力做負(fù)功，電勢能增加，故質(zhì)點(diǎn)在 P 點(diǎn)電勢能較大，由于 P 處等勢面密集，所以帶電質(zhì)點(diǎn)通過 P 點(diǎn)時(shí)加速度較大． 2． (電勢差、電場力做功的計(jì)算 )如圖 7 所示， A、 B、 C 三點(diǎn)都在勻強(qiáng)電場中，已知 AC⊥BC， ∠ ABC＝ 60176。時(shí)
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