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20xx教科版高中物理選修3-117等勢線和運動軌跡同步精練-閱讀頁

2024-12-18 18:23本頁面
  

【正文】 析 小球在運動過程中除重力做功外 , 還有電場力做功 , 所以機械能不守恒 , A錯誤;小球運動到最低點的過程中 , 重力與電場力均做正功 , 重力勢能減 少 mgR, 電勢能減少 EqR,而動能增加 mgR+ EqR, 到達最低點時動能最大 , 所以速度最大 , 因此 B 正確 , C、 D 錯誤 . 圖 1- 7- 16 10. 如圖 1- 7- 16 所示 , A、 B、 C為一等邊三角形的三個頂點 , 某勻強電場的電場線平行于該三角形平面 . 現(xiàn)將電荷量為 10- 8 C的正點電荷從 A點移到 B點 , 電場力做功為 3 10- 6 J, 將另一電荷量為 10- 8 C 的負點 電荷從 A點移到 C點 , 克服電場力做功 3 10- 6 J. 若AB邊長為 2 3 cm, 則電場強度的大小為 ________. 方向 ________. 答案 104 V/m 為垂直 B、 C連線由 A指向 BC 解析 正點電荷從 A點移到 B 點時 , 電場力做正功 , 故 A點電勢高于 B點 , 可求得:UAB= WABq = 3 10- 610- 8 V= 300 V. 負點電荷從 A點移到 C點 , 克服電場力做功 , 同理可判斷 A點電勢高于 C點 , 可求得: UAC= WACq = - 3 10- 6- 10- 8 V= 300 V. 因此 B、 C兩點電勢相等 , UBC= 0, 由于勻強電場中的等勢線是一簇平行直線 . 因此 ,BC為一等勢線 , 故電場線方向垂直 D為直線 BC的中點 , 則電場方向為由 A指向 D.直線 AB在電場方向的距離 d等于線段 AD的長度 , 故由勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系式可得: E= UABd = 3002 3 10- 2 cos 30176。 角斜向上射入電場 , 要使小球做直線運動 . 問: 圖 1- 7- 18 (1)小球應(yīng)帶何種電荷?電荷量是多少? (2)在入射方向上小球最大位移量是多少? (電場足夠大 ) 答案 (1)正電荷 mgdU (2) 2v204g 解析 (1)做電場線如下圖 (a)所示 , 由題意 , 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 , 如下圖 (b)所示 , 只有當 F 合 與 v0在一條直線上才可能使小球做直線運動 . 所以小球帶正電 , 小球沿 v0方向做勻減速運動 . 由 (b)知 qE= mg.相鄰等勢面間的電勢差用 U表示 , 所以 E= Ud, 所以 q= mgE = mgdU . (2)由圖 (b)知 , F 合 = ( qE) 2+( mg) 2= 2mg(因為 qE= mg) 由動能定理得- F 合 sm= 0- 12mv20 所以 sm= mv202 2mg=2v204g .
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