(10分) 图示为一匀强电场,已知场强E=2×102N/C。现让一个电量q=4×10-8C的电荷沿电场方向从M点移到N点,MN间的距离s=30cm。试求:(1)
题型:不详难度:来源:
(10分) 图示为一匀强电场,已知场强E=2×102N/C。现让一个电量q=4×10-8C的电荷沿电场方向从M点移到N点,MN间的距离s=30cm。试求:
(1)电荷从M点移到N点电势能的变化; (2)M、N两点间的电势差。 |
答案
(1)△E=2.4×10-6J;(2)UMN=60V。 |
解析
试题分析:(1)由图可知,正电荷在该电场中所受电场力F方向向右。因此,从M点移到N点,电场力做正功,电势能减少,减少的电势能△E等于电场力做的功W。(1分) 则△E=W=qEs,(2分) 代入数值△E=W=4×10-8×2×102×0.3J=2.4×10-6J。(2分) (2)由公式W=qU,(2分) M、N两点间的电势差UMN=W/q=2.4×10-6/4×10-8=60V。(3分) |
举一反三
如图所示,光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P,将另一个带电小物块Q在斜面的某位置由静止释放,它将沿斜面向上运动。设斜面足够长,则在Q向上运动过程中
A.物块Q的动能一直增大 | B.物块P、Q之间的电势能一直增大 | C.物块P、Q的重力势能和电势能之和先减小后增大 | D.物块Q的机械能一直增大 |
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(22分)如图(a)所示,倾角θ=30(的光滑固定斜杆底端固定一电量为Q=2×10-4C的正点电荷,将一带正电小球(可视为点电荷)从斜杆的底端(但与Q未接触)静止释放,小球沿斜杆向上滑动过程中能量随位移的变化图像如图(b)所示,其中线1为重力势能随位移变化图像,线2为动能随位移变化图像。(g=10m/s2,静电力恒量K=9×109N·m2/C2)则:
(1)描述小球向上运动过程中的速度与加速度的大小变化情况; (2)求小球的质量m和电量q; (3)斜杆底端至小球速度最大处由底端正点电荷形成的电场的电势差U; (4)在图(b)中画出小球的电势能( 随位移s变化的图线。(取杆上离底端3m处为电势零点) |
(9分)如图所示,三块平行薄金属板a、b、c等间距竖直放置,板间距离为d,b板中央有一小孔,a、c板与大地相连,b板电势为o (o >O)。一电子以b板所在位置为中心在水平方向做周期性的运动,其动能与电势能之和为—A(O<A<o)。已知电子的质量为m、带电荷量为e。求运动过程中电子离b板的最大距离。
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如图所示,粗糙程度处处相同圆弧轨道ABC,竖直放置时A与圆心等高,B为最低点。现将一物块从A处无初速度释放,恰好能运动到C静止。下列方案中可能使物块返回到A点的是( )
A.给物块一个沿轨道切线方向的初速度 | B.施加竖直向下的力一段时间后再撤去 | C.施加一个水平向左的力使物块缓慢回到A点 | D.用始终沿轨道切线方向的力使物块缓慢回到A点 |
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如图所示,竖直向上的匀强电场中,绝缘轻质弹簧竖直立于水平地面上,下端固定于地面,一质量为m的带正电小球在外力F的作用下静止于图示位置,小球与弹簧不连接,弹簧处于压缩状态。现撤去力F,小球从静止开始运动到离开弹簧的过程中,重力、电场力、弹簧弹力对小球做功分别为W1、W2和W3,不计空气阻力,则上述过程中
A.小球与弹簧组成的系统机械能守恒 | B.小球重力势能的变化为 -W1 | C.小球动能的变化为W2 | D.小球机械能的变化为W1+W2+W3 |
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