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2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 第2講 電場(chǎng)能的性質(zhì)課時(shí)作業(yè)(含解析)

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1、電場(chǎng)能的性質(zhì) 一、單項(xiàng)選擇題 1.(2019·黑龍江大慶模擬)關(guān)于靜電場(chǎng),下列說(shuō)法正確的是(  ) A.將負(fù)電荷由電勢(shì)低的地方移到電勢(shì)高的地方,電勢(shì)能一定增加 B.無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷,從電場(chǎng)中某點(diǎn)移到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí),靜電力做的正功越多,電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能越大 C.在同一個(gè)等勢(shì)面上的各點(diǎn),場(chǎng)強(qiáng)的大小必然是相等的 D.電勢(shì)降低的方向就是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向 解析:將負(fù)電荷由低電勢(shì)點(diǎn)移到高電勢(shì)點(diǎn),電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷,從電場(chǎng)中某點(diǎn)移到無(wú)窮遠(yuǎn)處時(shí),因無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)能為零,因此靜電力做正功越多,電荷在該點(diǎn)的電勢(shì)能越大,選項(xiàng)B正確;在同一等勢(shì)面上,電勢(shì)處處相等

2、,場(chǎng)強(qiáng)不一定相等,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;電勢(shì)降低最快的方向才是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案:B 2.如圖所示為示波管內(nèi)的聚焦電場(chǎng),圖中實(shí)線為電場(chǎng)線,虛線為等勢(shì)線,a、b、c為靜電場(chǎng)中的三點(diǎn),b、c在同一條直線的電場(chǎng)線上,則下列說(shuō)法正確的是(  ) A.a(chǎn)、b、c三點(diǎn)中,c點(diǎn)電勢(shì)最高 B.a(chǎn)、b、c三點(diǎn)中,a點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大 C.正電荷在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能 D.負(fù)電荷在b點(diǎn)由靜止釋放,僅在電場(chǎng)力的作用下能沿直線由b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c 解析:沿著電場(chǎng)線方向,電勢(shì)降低,所以a、b、c三點(diǎn)中,c點(diǎn)電勢(shì)最低,b點(diǎn)電勢(shì)最高,故A錯(cuò)誤;電場(chǎng)線的疏密程度反映場(chǎng)強(qiáng)的大小,c點(diǎn)電場(chǎng)線最密,所以c點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)

3、最大,故B錯(cuò)誤;由于電勢(shì)能Ep=qφ,b點(diǎn)的電勢(shì)高于c點(diǎn)的電勢(shì),所以正電荷在b點(diǎn)的電勢(shì)能大于在c點(diǎn)的電勢(shì)能,故C正確;負(fù)電荷在b點(diǎn)由靜止釋放,電場(chǎng)力水平向右,僅在電場(chǎng)力的作用下向右運(yùn)動(dòng),不可能沿直線由b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c,故D錯(cuò)誤. 答案:C 3.(2018·高考天津卷)如圖所示,實(shí)線表示某電場(chǎng)的電場(chǎng)線(方向未標(biāo)出),虛線是一帶負(fù)電的粒子只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)軌跡,設(shè)M點(diǎn)和N點(diǎn)的電勢(shì)分別為φM、φN,粒子在M和N時(shí)加速度大小分別為aM、aN,速度大小分別為vM、vN,電勢(shì)能分別為EpM、EpN.下列判斷正確的是(  ) A.vM<vN,aM<aN    B.vM<vN,φM<φN C.φM

4、<φN,EpM<EpN D.a(chǎn)M<aN,EpM<EpN 解析:電場(chǎng)線越密,電場(chǎng)強(qiáng)度越大,同一個(gè)粒子受到的電場(chǎng)力越大,根據(jù)牛頓第二定律可知其加速度越大,故有aM<aN;若粒子從M運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn),根據(jù)帶電粒子所受電場(chǎng)力指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè),可知在某點(diǎn)的電場(chǎng)力方向和速度方向如圖所示,故電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增大,動(dòng)能減小,即vM>vN,EpM<EpN,負(fù)電荷在低電勢(shì)處電勢(shì)能大,故φM>φN; 若粒子從N運(yùn)動(dòng)到M,根據(jù)帶電粒子所受電場(chǎng)力指向軌跡彎曲的內(nèi)側(cè),可知在某點(diǎn)的電場(chǎng)力方向和速度方向如圖所示,故電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,動(dòng)能增大,即vM>vN,EpM<EpN,負(fù)電荷在低電勢(shì)處電勢(shì)能大,故φM>φ

5、N. 綜上所述,D正確. 答案:D 4.(2019·湖北黃岡中學(xué)高三適應(yīng)性考試)如圖所示,正方形ABCD的對(duì)角線相交于O點(diǎn),兩個(gè)等量同種正電荷分別固定在A、C兩點(diǎn),則(  ) A.B、D兩處電勢(shì)、場(chǎng)強(qiáng)均相同 B.B、D兩處電勢(shì)、場(chǎng)強(qiáng)均不相同 C.若在B點(diǎn)靜止釋放一電子,電子一定在B、D間往復(fù)運(yùn)動(dòng),且加速度先減小后增大 D.若在B點(diǎn)給電子一垂直紙面合適的速度,電子可繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng) 解析:在等量同種電荷連線的中垂線上,電場(chǎng)強(qiáng)度從O點(diǎn)開(kāi)始向上、下兩邊先增大后減小,在O上方的電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向上,在O下方的電場(chǎng)強(qiáng)度方向豎直向下,根據(jù)對(duì)稱性可知B、D兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相同,

6、方向不同,電勢(shì)相同,故A、B錯(cuò)誤;無(wú)法判斷從O到B(O到D)電場(chǎng)強(qiáng)度是一直增大,還是先增大后減小,故無(wú)法判斷電子的加速度的變化情況,C錯(cuò)誤;在垂直紙面且經(jīng)過(guò)BD兩點(diǎn)的圓上,所有點(diǎn)的電勢(shì)相等,并且電子受到的電場(chǎng)力指向O點(diǎn),與速度方向垂直,電子可繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),D正確. 答案:D 5.(2019·山東濰坊模擬)如圖所示,勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向平行于xOy坐標(biāo)系平面,其中坐標(biāo)原點(diǎn)O處的電勢(shì)為2 V,a點(diǎn)的坐標(biāo)為(0 cm,4 cm),電勢(shì)為8 V,b點(diǎn)的坐標(biāo)為(3 cm,0 cm),電勢(shì)為8 V,則電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為(  ) A.250 V/m B.200 V/m C.150 V/m D

7、.120 V/m 解析:由題意可知a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)相等,則ab為一條等勢(shì)線,又O點(diǎn)電勢(shì)為2 V,則知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向垂直于ab指向左下方. 過(guò)O點(diǎn)作ab的垂線交ab于c點(diǎn), 由幾何關(guān)系得tan∠b=,得∠b=53°,Oc=Ob·sin∠b=0.03 m×sin 53°=2.4×10-2 m, c、O間的電勢(shì)差U=8 V-2 V=6 V, 則電場(chǎng)強(qiáng)度大小E==250 V/m,故A正確. 答案:A 二、多項(xiàng)選擇題 6.(2019·江蘇南京師范大學(xué)附屬中學(xué)高三模擬)某靜電除塵設(shè)備集塵板的內(nèi)壁帶正電,設(shè)備中心位置有一個(gè)帶負(fù)電的放電極,它們之間的電場(chǎng)線分布如圖所示,虛線為某帶電煙

8、塵顆粒(重力不計(jì))的運(yùn)動(dòng)軌跡,A、B是軌跡上的兩點(diǎn),C點(diǎn)與B點(diǎn)關(guān)于放電極對(duì)稱,下列說(shuō)法正確的是(  ) A.A點(diǎn)電勢(shì)低于B點(diǎn)電勢(shì) B.A點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度小于C點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度 C.煙塵顆粒在A點(diǎn)的動(dòng)能小于在B點(diǎn)的動(dòng)能 D.煙塵顆粒在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)的電勢(shì)能 解析:由沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低可知,A點(diǎn)電勢(shì)低于B點(diǎn)電勢(shì),A正確;由圖可知,A點(diǎn)處電場(chǎng)線比C點(diǎn)處密集,因此A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于C點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng),B錯(cuò)誤;煙塵顆粒帶負(fù)電,從A到B的過(guò)程中,電場(chǎng)力做正功,動(dòng)能增加,煙塵顆粒在A點(diǎn)的動(dòng)能小于在B點(diǎn)的動(dòng)能,電勢(shì)能減小,煙塵顆粒在A點(diǎn)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)的電勢(shì)能,C正確,D錯(cuò)誤. 答案:AC 7.如圖所示,

9、虛線為電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面,相鄰等勢(shì)面之間的電勢(shì)差相等.一個(gè)質(zhì)子在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于其在B點(diǎn)的電勢(shì)能,下列說(shuō)法中正確的是(  ) A.A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的高 B.A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的低 C.質(zhì)子在A點(diǎn)所受的電場(chǎng)力比B點(diǎn)的大 D.質(zhì)子在A點(diǎn)所受的電場(chǎng)力比B點(diǎn)的小 解析:正電荷在電場(chǎng)中電勢(shì)高的位置,電勢(shì)能大,由于帶正電的質(zhì)子在A點(diǎn)的電勢(shì)能小于其在B點(diǎn)的電勢(shì)能,則知A點(diǎn)的電勢(shì)比B點(diǎn)的低,故A錯(cuò)誤,B正確;等差等勢(shì)面的疏密代表場(chǎng)強(qiáng)的大小,故B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大于A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng),質(zhì)子在A點(diǎn)所受的電場(chǎng)力比B點(diǎn)的小,故C錯(cuò)誤,D正確. 答案:BD 8.如圖甲所示,在某電場(chǎng)中建立x坐標(biāo)軸,A、B為x軸上的兩點(diǎn),

10、xA、xB分別為A、B兩點(diǎn)在x軸上的坐標(biāo)值.一電子僅在電場(chǎng)力作用下沿x軸運(yùn)動(dòng),該電子的電勢(shì)能Ep隨其坐標(biāo)x變化的關(guān)系如圖乙所示,EpA和EpB分別表示電子在A、B兩點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能.則下列說(shuō)法中正確的是(  ) A.該電場(chǎng)可能是孤立的點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng) B.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 C.電子由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)其所做的功W=EpA-EpB D.電子在A點(diǎn)的動(dòng)能大于在B點(diǎn)的動(dòng)能 解析:由于A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能與兩個(gè)位置間的關(guān)系是一條過(guò)原點(diǎn)的直線,說(shuō)明電勢(shì)是均勻增加的,所以一定是個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng),而不是孤立的點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng),故A錯(cuò)誤;由上可知是勻強(qiáng)電場(chǎng),所以A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)

11、度相等,故B錯(cuò)誤;由圖乙可知,電子在 A、B兩點(diǎn)的電勢(shì)能關(guān)系為EpB>EpA,說(shuō)明電子由 A運(yùn)動(dòng)到B時(shí)電勢(shì)能增大,電場(chǎng)力做負(fù)功,電場(chǎng)力對(duì)其所做的功為W=EpA-EpB,故C正確;電場(chǎng)力做負(fù)功,動(dòng)能減小,所以A點(diǎn)的動(dòng)能大于B點(diǎn)的動(dòng)能,故D正確. 答案:CD [能力題組] 一、選擇題 9.(2019·山東青島模擬)如圖所示,實(shí)線表示等量異種點(diǎn)電荷的等勢(shì)線,過(guò)O點(diǎn)的虛線MN與等勢(shì)線垂直,兩個(gè)相同的帶正電的粒子分別從A、B兩點(diǎn)以相同的初速度v0開(kāi)始運(yùn)動(dòng),速度方向水平向右,且都能從PQ左側(cè)經(jīng)過(guò)O點(diǎn),AB連線與PQ平行.設(shè)粒子在A、B兩點(diǎn)的加速度大小分別為a1和a2,電勢(shì)能分別為Ep1和Ep2

12、,通過(guò)O點(diǎn)時(shí)的速度大小分別為v1和v2.粒子的重力不計(jì),則(  ) A.A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì) B.a(chǎn)1<a2 C.Ep1>Ep2 D.v1<v2 解析:根據(jù)等勢(shì)面和電場(chǎng)線的疏密可知A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于B點(diǎn),所以a1>a2,B錯(cuò)誤;帶正電的粒子從B點(diǎn)出發(fā),能經(jīng)過(guò)O點(diǎn),說(shuō)明在B點(diǎn)所受的電場(chǎng)力方向垂直于等勢(shì)面斜向左下,說(shuō)明M處電荷帶負(fù)電,N處電荷帶正電,沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)逐漸降低,則A點(diǎn)電勢(shì)低于B點(diǎn)電勢(shì),A錯(cuò)誤;Ep=φq,由于φA<φB,所以Ep1<Ep2,C錯(cuò)誤;運(yùn)動(dòng)過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理qUAO=mv12-mv02,qUBO=mv22-mv02,電場(chǎng)力均做負(fù)功,且|UAO|>|UBO

13、|,v1<v2,D正確. 答案:D 10.(多選)如圖所示,半圓槽光滑、絕緣、固定,圓心是O,最低點(diǎn)是P,直徑MN水平,a、b是兩個(gè)完全相同的帶正電小球(視為點(diǎn)電荷),b固定在M點(diǎn),a從N點(diǎn)由靜止釋放,沿半圓槽運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)P點(diǎn)到達(dá)某點(diǎn)Q(圖中未畫(huà)出)時(shí)速度為零,則小球a(  ) A.從N到Q的過(guò)程中,重力與庫(kù)侖力的合力先增大后減小 B.從N到P的過(guò)程中,速率先增大后減小 C.從N到Q的過(guò)程中,電勢(shì)能一直增加 D.從P到Q的過(guò)程中,動(dòng)能減少量小于電勢(shì)能增加量 解析:小球a從N點(diǎn)釋放一直到達(dá)Q點(diǎn)的過(guò)程中,a、b兩球的距離一直減小,庫(kù)侖力變大,a受重力不變,重力和庫(kù)侖力的夾角從90°一

14、直減小,故合力變大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;小球a從N到P的過(guò)程中,速度方向與重力和庫(kù)侖力的合力方向的夾角由小于90°到大于90°,故庫(kù)侖力與重力的合力先做正功后做負(fù)功,a球速率先增大后減小,選項(xiàng)B正確;小球a由N到Q的過(guò)程中庫(kù)侖力一直做負(fù)功,電勢(shì)能一直增加,選項(xiàng)C正確;小球a從P到Q的過(guò)程中,減少的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能和電勢(shì)能增加量之和,故動(dòng)能的減少量大于電勢(shì)能的增加量,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案:BC 11.(多選)(2018·高考全國(guó)卷Ⅱ)如圖,同一平面內(nèi)的a、b、c、d四點(diǎn)處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中,電場(chǎng)方向與此平面平行,M為a、c連線的中點(diǎn),N為b、d連線的中點(diǎn).一電荷量為q(q>0)的粒子從a點(diǎn)移動(dòng)到b點(diǎn),其電

15、勢(shì)能減小W1;若該粒子從c點(diǎn)移動(dòng)到d點(diǎn),其電勢(shì)能減小W2,下列說(shuō)法正確的是(  ) A.此勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向一定與a、b兩點(diǎn)連線平行 B.若該粒子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn),則電場(chǎng)力做功一定為 C.若c、d之間的距離為L(zhǎng),則該電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小一定為 D.若W1=W2,則a、M兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差一定等于b、N兩點(diǎn)之間的電勢(shì)差 解析:A選項(xiàng)根據(jù)題意無(wú)法判斷,故A項(xiàng)錯(cuò)誤.由于電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),M為a、c連線的中點(diǎn),N為b、d連線的中點(diǎn),所以φM=φc-= φN=φd-= 若該粒子從M點(diǎn)移動(dòng)到N點(diǎn),則電場(chǎng)力做功一定為 W=qUMN=q(φM-φN)=q-q==,故B正確;因?yàn)椴恢绖驈?qiáng)電場(chǎng)方向,所

16、以場(chǎng)強(qiáng)大小不一定是,故C錯(cuò)誤;若W1=W2,說(shuō)明Ucd=Uab,即φc-φd=φa-φb,而UaM-UbN=(φa-φM)-(φb-φN),又因?yàn)棣誐=,φN=,解得UaM-UbN=0,故D正確. 答案:BD 12.(2019·河南鶴壁中學(xué)模擬)已知一個(gè)無(wú)限大的金屬板與一個(gè)點(diǎn)電荷之間的空間電場(chǎng)分布與等量異種電荷之間的電場(chǎng)分布類似,即金屬板表面各處的電場(chǎng)強(qiáng)度方向與板面垂直.如圖所示,MN為無(wú)限大的不帶電的金屬平板,且與大地連接.現(xiàn)將一個(gè)帶電荷量為+Q的點(diǎn)電荷置于板的右側(cè),圖中A、B、C、D是以點(diǎn)電荷+Q為中心的正方形的四個(gè)頂點(diǎn),已知正方形ABCD所在平面與金屬板MN垂直,取大地電勢(shì)為零.則下

17、列說(shuō)法正確的是(  ) A.B點(diǎn)電勢(shì)與C點(diǎn)電勢(shì)相等 B.A點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于D點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 C.A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB大于D、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UDC D.將一帶正電的試探電荷從A點(diǎn)沿AB邊移動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力先做負(fù)功,后做正功 解析:畫(huà)出電場(chǎng)線如圖所示. 對(duì)于正電荷Q的電場(chǎng),B點(diǎn)電勢(shì)等于C點(diǎn)的電勢(shì),金屬平板的表面在點(diǎn)電荷+Q作用下感應(yīng)出負(fù)電荷,對(duì)于負(fù)極板的電場(chǎng),C點(diǎn)的電勢(shì)大于B點(diǎn)的電勢(shì),故合電場(chǎng)在C點(diǎn)的電勢(shì)大于B點(diǎn)的電勢(shì),故A錯(cuò)誤;正電荷Q在A、D兩點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)是等大的,而負(fù)極板在A、D點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)均向左且A點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大于D點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng),根據(jù)矢量合成,A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大,故B錯(cuò)誤;

18、根據(jù)對(duì)稱性可知,A、B電勢(shì)相等,C、D電勢(shì)相等,則A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB等于D、C兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UDC,都為零,故C錯(cuò)誤;電場(chǎng)線的切線方向?yàn)樵擖c(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)方向,正電荷所受力的方向與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同,則從A到AB中點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力方向與位移方向夾角大于90°,電場(chǎng)力做負(fù)功,從AB中點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中,電場(chǎng)力方向與位移方向夾角小于90°,電場(chǎng)力做正功,故D正確. 答案:D 13.如圖所示,真空中有一半徑為R、電荷量為+Q的均勻帶電球體,以球心為坐標(biāo)原點(diǎn),沿半徑方向建立x軸.理論分析表明,x軸上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)隨x變化關(guān)系如圖乙所示,則(  ) A.x2處場(chǎng)強(qiáng)大小為 B.球內(nèi)部的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電

19、場(chǎng) C.x1、x2兩點(diǎn)處的電勢(shì)相同 D.假設(shè)將試探電荷沿x軸移動(dòng),則從x1移到R處和從R移到x2處電場(chǎng)力做功相同 解析:計(jì)算x2處的電場(chǎng)強(qiáng)度時(shí),可把帶電球體等效為位于原點(diǎn)的點(diǎn)電荷,則有x2處場(chǎng)強(qiáng)大小為E=k,故A正確;由乙圖Ex圖象可知,球內(nèi)部由O到球表面區(qū)間電場(chǎng)強(qiáng)度均勻增大,所以內(nèi)部電場(chǎng)為非勻強(qiáng)電場(chǎng),故B錯(cuò)誤;x軸上O點(diǎn)右側(cè)的電場(chǎng)方向始終是向右的,沿著電場(chǎng)的方向電勢(shì)逐漸減小,可知φx1>φx2,故C錯(cuò)誤;Ex圖象與x軸所圍面積表示電勢(shì)差,由乙圖可知兩處面積不相等,所以x1處與球表面、球表面與x2處的電勢(shì)差不同,則將試探電荷沿x軸從x1移到R處和從R移到x2處電場(chǎng)力做功不相同,故D錯(cuò)誤.

20、 答案:A 二、非選擇題 14.如圖所示,在距足夠長(zhǎng)的光滑絕緣水平直軌道上方h高度的P點(diǎn)處固定電荷量為+Q的點(diǎn)電荷,一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),從軌道上的A點(diǎn)以初速度v0沿軌道向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)正下方B點(diǎn)時(shí)速度為v.已知點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在A點(diǎn)的電勢(shì)為φ(取無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零),PA連線與水平軌道的夾角為60°,試求: (1)物塊在A點(diǎn)時(shí)受到軌道的支持力大?。? (2)點(diǎn)電荷+Q產(chǎn)生的電場(chǎng)在B點(diǎn)的電勢(shì). 解析:(1)物塊在A點(diǎn)受到點(diǎn)電荷的庫(kù)侖力F= 由幾何關(guān)系可知P、A間距離r= 設(shè)物塊在A點(diǎn)時(shí)受到軌道的支持力大小為FN,在豎直方向由平衡條件有 FN-mg-Fsin 60°=0 解得FN=mg+. (2)設(shè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)在B點(diǎn)的電勢(shì)為φB,由動(dòng)能定理有 q(φ-φB)=mv2-mv02 解得φB=φ+. 答案:(1)mg+ (2)φ+ 10

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