绝缘的水平面PQ左侧有水平向右的匀强电场,场强为E=100N/C,设PQ处电势为零.物块质量m=0.5kg,带正电,电量为q=2×10-2C,从电场中的A点由静

绝缘的水平面PQ左侧有水平向右的匀强电场,场强为E=100N/C,设PQ处电势为零.物块质量m=0.5kg,带正电,电量为q=2×10-2C,从电场中的A点由静

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绝缘的水平面PQ左侧有水平向右的匀强电场,场强为E=100N/C,设PQ处电势为零.物块质量m=0.5kg,带正电,电量为q=2×10-2C,从电场中的A点由静止释放,如图所示,运动到B点停止.已知水平面与物块间的动摩擦因数为μ=0.2,电场外运动的PB间距离为S=4cm.(重力加速度g=10m/s2)求:
(1)物块到达P点时的速度多大.
(2)AP两点间的距离.
(3)电场中A点的电势是多大.
答案
解析:(1)设带电体在P点的速度为v,在PB段运动中,由动能定理得:
-μmgs=0-
1
2
mv2
解得:v=0.4m/s;
(2)电场中运动的位移为d,全程运用动能定理得:
qEd-μmgs(d+s)=0
解得:d=0.04m;
(3)由电势差和场强的关系得:
φA=UAP=Ed=100×0.04V=4V
答:(1)物块到达P点时的速度为0.4m/s
(2)AP两点间的距离为0.04m
(3)电场中A点的电势是4V.
举一反三
如图所示,匀强电场中,直角三角形ABC的平面与匀强电场方向平行,边长AB=8cm、BC=6cm.把电荷量q=-2×10-10C的点电荷由A点移到B点,静电力做功W1=1.6×10-9J;再由B点移到C点,克服静电力做功W2=1.6×10-9J.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)A、B和B、C间的电势差UAB和UBC
(2)该电场的电场强度E大小和方向.
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关于静电场下列说法中正确的是(  )
A.在电场中某点的电势为零,则该点的电场强度一定为零
B.电荷在电场中电势高的地方电势能大,在电势低的地方电势能小
C.根据公式U=Ed知,在匀强电场中两点间的距离越大,电势差就越大
D.正电荷从电势高的点运动到电势低的点,电势能一定减少
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如图所示,同心的环状虚线a、b和c表示的是一系列由同一正电荷形成的静电场中的三个等势面.另一个带电粒子仅在这个电场力作用下,沿着经过K、L、M、N点的径迹做曲线运动,其运动轨迹如图中的实线所示,则(  )
A.粒子从K到L的过程中,电势能一直增加
B.粒子从K到L的过程中,动能一直增加
C.粒子从L到M的过程中,动能始终不变
D.粒子从M到N的过程中,动能一直增加

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图甲所示的U-x图象表示三对平行金属板间电场的电势差与场强方向上的距离关系.如图乙所示,若三对金属板的负极板接地,图中x均表示到正极板的距离,则下述结论中正确的是(  )
A.三对金属板两板电势差的关系为U1=U2=U3
B.三对金属板正极电势的关系φ1>φ2>φ3
C.三对金属板板间距离关系为d1<d2<d3
D.三对金属板板间场强大小是E1>E2>E3
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一电量q1=+1.0×10-8C的点电荷,放在A点时所受电场力大小是2.0×10-5N,将它从零电势O点处移到电场中A点时,需克服电场力做功2.0×10-6J,选取无穷远处为零电势点,求:
(1)A点处的电场强度的大小.
(2)电势差UAO
(3)A点的电势为多少?
(4)q1电荷在A点的电势能为多少?
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