教科版選修3-1：第一章靜電場(chǎng)學(xué)案6-展示頁(yè)
2024-12-20 08:44本頁(yè)面
【正文】 (1)由于小球處于平衡狀態(tài)， 對(duì)小球受力分析如圖所示 Tsin θ＝ qE ① Tcos θ＝ mg ② 由 ①② 得 tan θ＝ qEmg，故 q＝ mgtan θE (2)由第 (1)問(wèn)中的方程 ② 知 T＝ mgcos θ，而剪斷絲線后小球所受電場(chǎng)力和重力的合力與未剪斷絲線時(shí)絲線的拉力大小相等，故剪斷絲線后小球所受重力、電場(chǎng)力的合力等于 mgcos a＝ F合m＝ gcos θ，小球由靜止開(kāi)始沿著絲線拉力的反方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)碰到金屬板時(shí)，它的位移為 x＝ bsin θ，又由 x＝ 12at2得 t＝ 2xa＝ 2bcos θgsin θ＝ 2bg cot θ 答案 (1)mgtan θE (2) 2bg cot θ 1． (電勢(shì)、電勢(shì)能、靜電 力做功 )某電場(chǎng)中 ， 點(diǎn)電荷從 a 點(diǎn)移到 b 點(diǎn) ， 電場(chǎng)力做功為零 ， 則 ( ) A． a、 b 兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定相等 B． a、 b 兩點(diǎn)間的電勢(shì)差一定為零 C． a、 b 兩點(diǎn)的電勢(shì)一定相等 D． 電荷所受到的電場(chǎng)力總是垂直于其移動(dòng)方向 答案 BC 解析 電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)過(guò)程中，電場(chǎng)力做功為零，則其電勢(shì)能不變，電荷在初、末兩位置的電勢(shì)能相等，因此電荷所在的初、末兩位置的電勢(shì)相等，但初、末兩位置間場(chǎng)強(qiáng)不一定相等 ． 雖然電場(chǎng)力做功為零，但不一定在移動(dòng)時(shí)電荷運(yùn)動(dòng)方向總是與電場(chǎng)力方向垂直，因?yàn)殡妶?chǎng)力做功為零可以由多種可能的運(yùn)動(dòng)路徑造成 ． 2． (等勢(shì) 面、電場(chǎng)線和運(yùn)動(dòng)軌跡的綜合 )如圖 5 所示 ， 虛線 a、 b、 c 代表電場(chǎng)中三個(gè)等勢(shì)面 ，相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差相等 ， 實(shí)線為一帶正電的質(zhì)點(diǎn)僅在電場(chǎng)力作用下通過(guò)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 5 A． 三個(gè)等勢(shì)面中 ， a 的電勢(shì)最高 B． 帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò) P 點(diǎn)時(shí)電勢(shì)能較大 C． 帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò) P 點(diǎn)時(shí)動(dòng)能較大 D． 帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò) 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(shì)高 ． 由 Q 到 P，電場(chǎng)力做 負(fù)功，電勢(shì)能增加，故質(zhì)點(diǎn)在 P點(diǎn)電勢(shì)能較大，由于 P處等勢(shì)面密集，所以帶電質(zhì)點(diǎn)通過(guò) P點(diǎn)時(shí)加速度較大 ． 3． (電勢(shì)、電勢(shì)差、電場(chǎng)力做功的計(jì)算 )如圖 6 所示 ， a、 b、 c、 d為勻強(qiáng)電場(chǎng)中四個(gè)等勢(shì)面 ，相鄰等勢(shì)面間距離均為 2 cm， 已知 UAC＝ 60 V， 求 ： 圖 6 (1)設(shè) B 點(diǎn)電勢(shì)為零 ， 求 A、 C、 D、 P 點(diǎn)的電勢(shì) ； (2)將 q＝－ 10－ 10 C 的點(diǎn)電荷由 A 移到 D， 電場(chǎng)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(guò) D最后回到 P， 電 場(chǎng)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(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)，只與初、末位置有關(guān)，所以做功為 WBCDP＝ qUBP＝ 0. 4． (電場(chǎng)中的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題 )如圖 7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
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