如图所示,水平光滑绝缘轨道MN的左端有一个固定挡板,轨道所在空间存在E=4.0×102 N/C、水平向左的匀强电场。一个质量m=0.10 kg、带电荷量q=5.

如图所示,水平光滑绝缘轨道MN的左端有一个固定挡板,轨道所在空间存在E=4.0×102 N/C、水平向左的匀强电场。一个质量m=0.10 kg、带电荷量q=5.

题型:同步题难度:来源:
如图所示,水平光滑绝缘轨道MN的左端有一个固定挡板,轨道所在空间存在E=4.0×102 N/C、水平向左的匀强电场。一个质量m=0.10 kg、带电荷量q=5.0×10-5 C的滑块(可视为质点),从轨道上与挡板相距x1=0.20 m的P点由静止释放,滑块在电场力作用下向左做匀加速直线运动。当滑块与挡板碰撞后滑块沿轨道向右做匀减速直线运动,运动到与挡板相距x2=0.10 m的Q点,滑块第一次速度减为零。若滑块在运动过程中,电荷量始终保持不变,求:
(1)滑块沿轨道向左做匀加速直线运动的加速度的大小;
(2)滑块从P点运动到挡板处的过程中,电场力所做的功;
(3)滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能。
答案
解:(1)设滑块沿轨道向左做匀加速运动的加速度为a
此过程滑块所受合外力F=qE=2.0×10-2 N
根据牛顿第二定律F=ma,解得a=0.20 m/s2
(2)滑块从P点运动到挡板处的过程中,电场力所做的功W1=qEx1=4.0×10-3 J
(3)滑块第一次与挡板碰撞过程中损失的机械能等于滑块由P点运动到Q点过程中电场力所做的功
即ΔE=qE(x1-x2)=2.0×10-3 J
举一反三
如图所示,三条平行且等间距的虚线表示电场中的三个等势面,其电势分别为10 V,20 V,30 V。实线是一带负电的粒子(不计重力)在该区域内运动的轨迹,对于轨迹上的a,b,c三点,下列说法中正确的是
[     ]
A.带电粒子一定是先过a,再到b,然后到c
B.带电粒子在三点所受电场力的大小Fb>Fa>Fc
C.带电粒子在三点动能的大小Ekb>Eka>Ekc
D.带电粒子在三点电势能的大小Epb>Epa>Epc
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一电子在电场中由a点运动到b点的轨迹如图中虚线所示。图中一组平行实线是等势面,则下列说法正确的是

[     ]

A.a点的电势比b点低
B.电子在a点的加速度方向向右
C.电子从a点到b点动能减小
D.电子从a点到b点电势能减小
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下列说法正确的是[     ]
A.电荷从电场中的A点运动到了B点,路径不同,电场力做功的大小就可能不同
B.电荷从电场中的某点开始出发,运动一段时间后,又回到了该点,则说明电场力做功为零
C.正电荷沿着电场线运动,电场力对正电荷做正功,负电荷逆着电场线运动,电场力对负电荷做正功
D.电荷在电场中运动,因为电场力可能对电荷做功,所以能量守恒定律在电场中并不成立
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如图所示,在场强为E的匀强电场中有相距为l的A、B两点,连线AB与电场线的夹角为θ,将一电荷量为q的正电荷从A点移到B点,若沿直线AB移动该电荷,电场力做的功W1=______;若沿路径ACB移动该电荷电场力做的功W2=_____;若沿曲线ADB移动该电荷,电场力做的功W3=______,由此可知,电荷在电场中移动时,电场力做功的特点是________。
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如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正电荷Q为圆心的某圆交于B、C两点,质量为M、带电荷量为-q的有孔小球从杆上A点无初速度下滑,已知q≤Q,AB=h,小球滑到B点时的速度大小为。求:
(1)小球由A点到B点的过程中电场力做的功;
(2)A、C两点的电势差。
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