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1、2022年高中物理 專題09 電場力的性質(zhì) 能的性質(zhì)
例1、真空中兩個同性的點(diǎn)電荷q1、q2 ,它們相距較近,保持靜止。今釋放q2 且q2只在q1的庫侖力作用下運(yùn)動,則q2在運(yùn)動過程中受到的庫侖力( )
(A)不斷減小 (B)不斷增加
(C)始終保持不變 (D)先增大后減小
例2、以下有關(guān)場強(qiáng)和電勢的說法,哪些是正確的? ( )
2、
(A)在正的點(diǎn)電荷的電場中,場強(qiáng)大的地方電勢一定比場強(qiáng)小的地方高
(B)在正的點(diǎn)電荷的電場中,場強(qiáng)大的地方電勢一定比場強(qiáng)小的地方低
(C)在負(fù)的點(diǎn)電荷的電場中,各點(diǎn)電勢均為負(fù)值,距此負(fù)電荷越遠(yuǎn)處電勢越低,無限遠(yuǎn)處電勢最低
(D)在負(fù)的點(diǎn)電荷的電場中,各點(diǎn)電勢均為負(fù)值,距此負(fù)電荷越遠(yuǎn)處電勢越高,無限遠(yuǎn)
3、處電勢最高
A
B
L
例3、1 如圖所示,兩個帶電小球A、B用長度為L=10cm的細(xì)絲線相連放在光滑絕緣水平面上保持靜止。已知這時細(xì)絲線對B球的拉力大小F0=1.8×10-2N, A球的電荷量為,
求:⑴小球A所受的電場力F的大小。
⑵小球B的電性和電荷量qB。(靜電力常量k=9.0×109N?m2/C2)
例4、質(zhì)量為m的帶電小球帶電量為+q,用絕緣細(xì)線懸掛在水平向左的勻強(qiáng)電場中,平衡時絕緣細(xì)線與豎直方向成30°角,重力加速度為g.求電場強(qiáng)度的大小.
300
E
例5、在電場中移動電荷量為8×10-8C的小
4、球從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn),電場力做功1.6×10-3J,求:求該兩點(diǎn)間的電勢差?該電荷的帶電量為-2.5×10-8C,則電場力做多少功,做正功還是負(fù)功?
練習(xí)
1、 在電場中P點(diǎn)放一個檢驗荷-q ,它所受的電場力為F,則關(guān)于P點(diǎn)電場強(qiáng)度EP
正確的說法是( )
(A)EP = F/q ,方向與F相同
(B)若取走-q ,P點(diǎn)的電場強(qiáng)度EP = 0
(C)若檢驗電荷為-2q ,則EP = F/2q
(D)EP與檢驗電荷無關(guān)
5、
2、圖1是電場中某區(qū)域的電場線分布圖,a、b是電場中的兩點(diǎn),這兩點(diǎn)比較( )
(A)b點(diǎn)的電場強(qiáng)度較大
(B)a點(diǎn)的電場強(qiáng)度較大
(C)同一正點(diǎn)電荷放在a點(diǎn)所受的電場力比放在 b點(diǎn)時
受到的電場力大
(D)同一負(fù)點(diǎn)電荷放在a點(diǎn)所受的電場力比放在b點(diǎn)時
受到的電場力大
6、
3、一個電量為q的正點(diǎn)電荷,在各點(diǎn)場強(qiáng)大小和方向都相同的電
場中,沿電場線方向運(yùn)動的位移為d ,若電場強(qiáng)度大小為E,在此過程中電場力對點(diǎn)電荷做功等于 ( )
(A)Ed/q (B)qE/d (C)qd/E (D)qEd
4、一個電量為q的正點(diǎn)電荷,在電場中從a點(diǎn)移到b點(diǎn),電場力對該點(diǎn)電荷做功W,那么,a、b兩點(diǎn)之間的電勢差應(yīng)等于 ( )
(A)qW (B)q/W (C)W (D)W/q
5、
7、下面關(guān)于電勢和電勢能的說法正確的是 ( )
(A)電荷在電場中電勢越高的地方,具有的電勢能也一定越大
(B)在負(fù)的點(diǎn)電荷的電場中的任一點(diǎn),正電荷的電勢能大于負(fù)電荷的電勢能
(C)電勢降低的方向,一定就是場強(qiáng)方向
(D)電勢能是電場和電荷共有的能
6、三個點(diǎn)電荷在彼此的庫侖力作用下都處于靜止,則 ( )
(
8、A)它們必在同一直線上
(B)它們都是同種電荷
(C)每個電荷受到的庫侖力的合力等于零
(D)它們不是同種電荷
7、 用30cm的細(xì)線將質(zhì)量為4×10-3㎏的帶電小球P懸掛在O點(diǎn)下,當(dāng)空中有方向為水平向右,大小為1×104N/C的勻強(qiáng)電場時,小球偏轉(zhuǎn)37°后處在靜止?fàn)顟B(tài)。(1)分析小球的帶電性質(zhì)(2)求小球的帶電量(3)求細(xì)線的拉力
8、如圖所示,平行金屬板與水平方向成角,板間距離為,板間電壓為,一質(zhì)量為的帶電微粒,以水平初速度從下板左端邊緣進(jìn)入板間,結(jié)果正好沿水平直線通過從上板右端上邊緣處射出,求:(1)微粒帶電量 (2)微粒離開電場時的動
9、能。
+
9、在氫原子中,可以認(rèn)為核外電子繞原子核(質(zhì)子)做勻速圓周
運(yùn)動,軌道半徑為 。求電子沿軌道運(yùn)動的動能。
10、一束電子流在經(jīng)的加速電壓加速后,在距兩極板等距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場,如圖14—9—4所示,若兩板間距,板長,那么,要使電子能從平行板間飛出,兩個極板上最多能加多大電壓?
答案:例1、A 例2、A D
例3、解:小球A受力如圖,由于小球受力平衡,繩的拉力向右,所以電場力的方向向左,A、B表現(xiàn)為斥力。B球帶正電。
N
F
10、
mg
電場力大小為
根據(jù)公式可得:
F
qE
mg
例4、解:小球受力如圖,所以
即:
例5、解:電勢差
荷帶電量為,則電場力做負(fù)功,
練習(xí)
1、D 2、AD 3、D 4、D 5、D 6、ACD
7、解:(1)小球受力如圖,故帶正電。
F
qE
mg
(2)列方程:
(3)
8、解:(1)微粒做直線運(yùn)動,故合力在水平方向上,電場力方向只能是斜向上。微粒帶正電。受力如圖。
+
11、 qE
mg
(2)重力不做功(高度不變),電場力做功,由動能定理可得:
即:
9、解:質(zhì)子對核外電子的庫侖力充當(dāng)向心力,
10、解析:在加速電壓一定時,偏轉(zhuǎn)電壓U′越大,電子在極板間的偏距就越大.當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓大到使電子剛好擦著極板的邊緣飛出,此時的偏轉(zhuǎn)電壓,即為題目要求的最大電壓.
加速過程,由動能定理得 ①
進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場,電子在平行于板面的方向上做勻速運(yùn)動
②
在垂直于板面的方向做勻加速直線運(yùn)動,加速度
③
偏距 ④
能飛出的條件為y≤ ⑤
解①~⑤式得U′≤即要使電子能飛出,所加電壓最大為.
說明:(1)此題是一個較典型的帶電粒子先加速再偏轉(zhuǎn)的題目.請讀者通過該題認(rèn)真體會求解這類問題的思路和方法,并注意解題格式的規(guī)范化.