20xx專題13電場(chǎng)能的性質(zhì)-在線瀏覽
2025-01-16 23:18本頁面
【正文】 A．a(chǎn)一定帶正電，b一定帶負(fù)電 B．a(chǎn)加速度減小，b加速度增大 C．MN電勢(shì)差|UMN|等于NQ兩點(diǎn)電勢(shì)差|UNQ| D．a(chǎn)粒子到達(dá)等勢(shì)線3的動(dòng)能變化量比b粒子到達(dá)等勢(shì)線1的動(dòng)能變化量小 解析：由帶電粒子在運(yùn)動(dòng)軌跡，結(jié)合曲線運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可知帶電粒子所受的電場(chǎng)力方向，但因?yàn)殡妶?chǎng)線的方向不確定，故不能判斷帶電粒子帶電的性質(zhì)，A錯(cuò)；由電場(chǎng)線的疏密可知，a加速度將減小，b加速度將增大，B正確；因?yàn)槭欠莿驈?qiáng)電場(chǎng)，故MN電勢(shì)差并不等于NQ兩點(diǎn)電勢(shì)差，C錯(cuò)；但因?yàn)榈葎?shì)線1與2之間的電場(chǎng)強(qiáng)度比2與3之間的電場(chǎng)強(qiáng)度要大，故2之間的電勢(shì)差要大于3之間的電勢(shì)差，但兩粒子的帶電量大小不確定，故無法比較動(dòng)能變化量的大小，D錯(cuò)誤． 答案：B ，xOy平面內(nèi)有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E，方向未知，電 場(chǎng)線跟x軸的負(fù)方向夾角為θ，電子在坐標(biāo)平面xOy內(nèi)，從原點(diǎn)O以大小 為v0方向沿x正方向的初速度射入電場(chǎng)，最后打在y軸上的M點(diǎn)．電子的 質(zhì)量為m，電荷量為e，重力不計(jì)．則( ) A．O點(diǎn)電勢(shì)高于M點(diǎn)電勢(shì) B．運(yùn)動(dòng)過程中電子在M點(diǎn)電勢(shì)能最多 C．運(yùn)動(dòng)過程中，電子的電勢(shì)能先減少后增加 D．電場(chǎng)對(duì)電子先做負(fù)功，后做正功 解析：由電子的運(yùn)動(dòng)軌跡知，電子受到的電場(chǎng)力方向斜向上，故電場(chǎng)方向斜向下，M點(diǎn)電勢(shì)高于O點(diǎn)，A錯(cuò)誤，電子在M點(diǎn)電勢(shì)能最少，B錯(cuò)誤，運(yùn)動(dòng)過程中，電子先克服電場(chǎng)力做功，后電場(chǎng)力對(duì)電子做正功，故C錯(cuò)誤，D正確． 答案：D 13. 如圖中虛線為勻強(qiáng)電場(chǎng)中與場(chǎng)強(qiáng)方向垂直的等間距平行直線，兩粒子M、N質(zhì)量相等，所帶電荷的絕對(duì)值也相等．現(xiàn)將M、N從虛線上的O點(diǎn)以相同速率射出，兩粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的軌跡分別如圖中兩條實(shí)線所示．點(diǎn)a、b、c為實(shí)線與虛線的交點(diǎn)．已知O點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)，若不計(jì)重力，則( ) A．M帶負(fù)電荷，N帶正電荷 B．N在a點(diǎn)的速度與M在c點(diǎn)的速度相同 C．N在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至a點(diǎn)的過程中克服電場(chǎng)力做功 D．M在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至b 點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力對(duì)它做的功等于零 解析：因?yàn)镺點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn)電勢(shì)，可知場(chǎng)強(qiáng)方向豎直向下，正電荷受到的電場(chǎng)力向下，負(fù)電荷受到的電場(chǎng)力向上，可知M是正電荷，N是負(fù)電荷，故A錯(cuò)，M運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)電場(chǎng)力做正功，N運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)電場(chǎng)力也做正功，且M、N電量相等，勻強(qiáng)電場(chǎng)相等距離的等勢(shì)線間的電勢(shì)差也相等，所以做功相等，選項(xiàng)B、C錯(cuò)；由于O、b點(diǎn)在同一等勢(shì)面上，故M在從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中電場(chǎng)力做功為零，選項(xiàng)D正確． 答案：D 題型3：電場(chǎng)性質(zhì)與力學(xué)問題的綜合 解決力電綜合問題的一般方法 (1)利用力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系——牛頓運(yùn)動(dòng)定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的結(jié)合．即：受力和初速?zèng)Q定運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)反映受力．一切力學(xué)問題的分析基礎(chǔ)，特適于恒力作用下的勻變速運(yùn)動(dòng)． (2)利用功、能關(guān)系——?jiǎng)幽芏ɡ砑捌渌Φ墓δ荜P(guān)系(如重力、電場(chǎng)力、摩擦力等) 及能的轉(zhuǎn)化守恒，即：做功引起并量度了能的改變；無論恒力作用、變力作用、直線運(yùn)動(dòng)、曲線運(yùn)動(dòng)皆可． ，水平絕緣光滑軌道AB的B端與處于豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧形粗糙絕 緣軌道BC平滑連接，圓弧的半徑R＝ m．在軌道所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度E＝104 N/＝ kg的帶電體(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平軌道上與B端距離x＝ m的位置， 由于受到電場(chǎng)力的作用帶電體由靜止開始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的C端時(shí)，速度恰好為零，已知帶電體所帶電荷 q＝10－5 C，取g＝10 m/s2，求： (1)帶電體在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小及運(yùn)動(dòng)到B端時(shí)的速度大小； (2)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道的B端時(shí)對(duì)圓弧軌道的壓力大?。? (3)帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過程中，電場(chǎng)力和摩擦力對(duì)帶電體所做的功各是多少． 解析：(1)設(shè)帶電體在水平軌道上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律 有：qE＝ma 解得：a＝qE/m＝ m/s2 設(shè)帶電體運(yùn)動(dòng)到B端時(shí)的速度大小為vB，則v＝2as，解得：vB＝＝ m/s (2)設(shè)帶電體運(yùn)動(dòng)到圓弧形軌道B端時(shí)受軌道的支持力為N，根據(jù)牛頓第二定律 有：N－mg＝mvB2/R，解得：N＝mg＋mvB2/R＝ N 根據(jù)牛頓第三定律可知，帶電體對(duì)圓弧形軌道B端的壓力大小FN′＝ N. (3)因電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān)，所以帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過程中，電場(chǎng)力所 做的功W電＝qER＝ J．設(shè)帶電體沿圓弧形軌道運(yùn)動(dòng)過程中摩擦力所做的功為 W摩，對(duì)此過程根據(jù)動(dòng)能定理有：W電＋W摩－mgR＝0－mvB2解得：W摩＝－ J. 答案：(1) m/s2, m/s (2) N
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