BQ1是正电荷,Q2是负电荷,且Q1>
CQ1是负电荷,Q2是正电荷,且,Q1<
DQ1、Q2都是负电荷,且
>
12.如图所示,仅在电场力作用下,一带电粒子沿图中虚线从A运动到B,则().
(A)电场力做正功(B)动能减少
(C)电势能减少(D)加速度增大
13.在点电荷Q的电场中,一个α粒子(
)通过时的轨迹如图实线所示,a、b为两个等势面,则下列判断中正确的是().
(A)Q可能为正电荷,也可能为负电荷
(B)运动中.粒子总是克服电场力做功
(C)α粒子经过两等势面的动能Eka>Ekb
(D)α粒子在两等势面上的电势能Epa>Epb
14.如图所示,虚线a、b和c是某静电场中的三个等势而,它们的电势分别为Ua、Ub和Uc,Ua>Ub>Uc.一带正电的粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN所示,由图可知().
(A)粒子从K到L的过程中,电场力做负功
(B)粒子从L到M的过程中,电场力做负功
(C)粒子从K到L的过程中,静电势能增加
(D)粒子从L到M的过程中,动能减少
(四)电场和力学的结合
例1、如图所示,光滑绝缘半球槽的半径为R,处在水平向右的匀强电场中,一质量为m的带电小球从槽的右端A处无初速沿轨道滑下,滑到最低位置B时,球对轨道的压力为2mg,求:
(1)小球受到电场力的大小和方向
(2)带电小球在滑动过程中的最大速度
例3、一质量为m,带电量为+q的小球从距地面高h处以一定初速度水平抛出。
在距抛出点
水平距离L处,有一根管口比小球直径略大的竖直细管。
管上口距地面h/2,为使小球能无
碰撞地通过管子,可在管子上方的整个区域加一个场强方向水平向左的匀强电场,如图所示,
求:
(1)小球初速v0
(2)电场强度E的大小
(3)小球落地时动能EK
例5、一带电量为Q的固定正点电荷在真空中形成的电场如图所示,现有一质量为m,带电量为q的微粒在此点电荷附近做周期为T的匀速圆周运动,微粒的重力不能忽略,求:
(1)微粒的带电性质.
(2)微粒的轨迹所在平面及圆心O的位置.
例6、如图所示,半径R=的光滑绝缘导轨固定于竖直平面内,加上某一方向的匀强电
场时,带正电的小球沿轨道内侧做圆周运动.圆心O与A点的连线与竖直成一角度θ,在
A点时小球对轨道的压力N=120N,此时小球的动能最大.若小球的最大动能比最小动能
多32J,且小球能够到达轨道上的任意一点(不计空气阻力).则:
⑴小球的最小动能是多少
⑵小球受到重力和电场力的合力是多少
⑶现小球在动能最小的位置突然撤去轨道,并保持其他量都不变,若小球在后的动能与它在A点时的动能相等,求小球的质量.
7、两平行板间有水平匀强电场,一根长为L,不可伸长的不导电细绳的一端连着一个质量为m、带电量为q的小球,另一端固定于O点.把小球拉起直至细线与电场线平行,然后无初速度释放.已知小球摆到最低点的另一侧,线与竖直方向的最大夹角为θ求
(1)匀强电场的场强
(2)小球到最低点的速度
(3)经过最低点时,细线对小球的拉力.
Ⅱ等势面
一、等势面——电场中,电势相等的各点所构成的面(等高线和等压线)
二、常见等势面的形状
三、等势面的特点
1、在等势面上移动电荷,电场力不做功
2、
电场线(或E)⊥等势面
3、电场线由高的等势面指向低的等势面
4、闭合、等势面不相交
5、静电平衡导体是等势体,表面是等势面
6、等差等势面――相邻的等势面的电势差相等
(1)
差等势面越密的地方,电场越强,场强越大
(2)相邻的等差等势面移动同一个电荷电场力做功相等
7、沿电场方向电势降低最快(场强方向是电势降落最快的地方)
8、匀强电场中,平行等长的线段两个端点间的电势差相等,即匀强电场中的电势均匀变化。
练习
等量异种电荷
(1)中垂线的电场强度和电势的特点
(2)带电粒子从无穷远处移动到中点,分析电场力的做功情况和电势能的改变情况
(3)一个电子由8V到-8V电场力做功情况,电势能的变化情况。
Ⅲ电势差与电场强度的关系
一、公式的推导
说明:
1、适用于匀强电场
2、U是两点间的电势差,d是沿电场方向的距离
3、单位1V./m=1N/C
4、在匀强电场中,场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势。
二、场强的三种求法
1、E=F/q定义式,适用于任何电场(真空、介质)
2、E=KQ/r2适用于点电荷的电场(真空、点电荷)
3、E=U/d适用于匀强电场(真空)
针对训练
1.电场中有A、B两点,一个点电荷在A点的电势能为×10-8J,在B点的电势能为×10-8J.已知A、B两点在同一条电场线上,如图所示,该点电荷的电荷量为×10-9C,那么A()
A.该电荷为负电荷B.该电荷为正电荷
、B两点的电势差UAB=VD.把电荷从A移到B,电场力做功为W=J
2.某电场中等势面分布如图所示,图中虚线表示等势面,过a、b两点的等势面电势分别为40V和10V,则a、b连线的中点c处的电势应()
A.肯定等于25VB.大于25V
C.小于25VD.可能等于25V
3如图所示,在粗糙水平面上固定一点电荷Q,在M点无初速释放一带有恒定电荷量的小物块,小物块在Q的电场中运动到N点静止,则从M点运动到N点的过程中()
A小物块所受电场力逐渐增强
B.小物块具有的电势能逐渐减小
点的电势一定高于N点的电势
D.小物块电势能变化量的大小一定等于克服摩擦力做的功
4.如图所示,M、N两点分别放置两个等量种异电荷,A为它们连线的中点,B为连线上靠近N的一点,C为连线中垂线上处于A点上方的一点,在A、B、C三点中.()
A.场强最小的点是A点,电势最高的点是B点
B.场强最小的点是A点,电势最高的点是C点
C.场强最小的点是C点,电势最高的点是B点
D.场强最小的点是C点,电势最高的点是A点
连线是某电场中的一条电场线,一正电荷从A点处自由释放,电荷仅在电场力作用下沿电场线从A点到B点运动过程中的速度图象如图所示,比较A、B两点电势φ的高低和场强E的大小,下列说法中正确的是()
A.φA>φB,EA>EBB.φA>φB,EA<EB
C.φA<φB,EA>EBD.φA<φB,EA<EB
6.如图所示,平行的实线代表电场线,方向未知,电荷量为1×10-2C的正电荷在电场中只受电场力作用,该电荷由A点移到B点,动能损失了J,若A点电势为-10V,则()
①B点电势为零
②电场线方向向左
③电荷运动的轨迹可能是图中曲线①
④电荷运动的轨迹可能是图中曲线②
A.①B.①②C.①②③D.①②④
7.如图所示,光滑绝缘的水平面上M、N两点各放一电荷量分别为+q和+2q,完全相同的金属球A和B,给A和B以大小相等的初动能E0(此时动量大小均为p0)使其相向运动刚好能发生碰撞,碰后返回M、N两点时的动能分别为E1和E2,动量大小分别为p1和p2,则()
=E2=E0p1=p2=p0=E2>E0p1=p2>p0
C.碰撞发生在M、N中点的左侧D.两球不同时返回M、N两点
8.已知空气的击穿电场强度为2×106V/m,测得某次闪电火花长为600m,则发生这次闪电时放电路径两端的电势差U=_______.若这次闪电通过的电荷量为20C,则释放的能量为_______.(设闪电的火花路径为直线)V;×1010J)
9.如图所示,小平板车B静止在光滑水平面上,一可以忽略大小的小物块A静止在小车B的左端,已知物块A的质量为m,电荷量为+Q;小车B的质量为M,电荷量为-Q,上表面绝缘,长度足够长;A、B间的动摩擦因数为μ,A、B间的库仑力不计,A、B始终都处在场强大小为E、方向水平向左的匀强电场中.在t=0时刻物块A受到一大小为I,方向水平向右的冲量作用开始向小车B的右端滑行.求:
(1)物块A的最终速度大小;
(2)物块A距小车B左端的最大距离.
(
(1)
(2)
,)