- 电势差与电场强度的关系
- 共485题
如图所示,a、b、c是匀强电场中的三点,并构成一等边三角形,每边长为L=cm,将一带电量q=-2×10-6 C的电荷从a点移到b点,电场力做功W1=-1.2×10-5 J;若将同一点电荷从a点移到c点,电场力做功W2=6×10-6 J,则匀强电场的电场强度E=___________。
正确答案
200N/C
如图所示,将两个平行金属板接在电压为12 V的电源上,B板接地,A、B相距6 mm,c点距A板1 mm,d点距B板2 mm,则A、B板间场强大小为___,c点电势为___,d点电势为___。
正确答案
2 000 V/m,10 V,4 V
电场中同一根电场线上排列着A、B、C三点,一个电量为-2×10-8C的负电荷从A移到B,电场力做功为-4×10-6J,一个电量为3×10-8C的正电荷从A移到C,电场力做功为-9×10-6J.则顺着电场线方向这三点的排列次序是______.
正确答案
由公式U=,得:
A、B间的电势差 UAB==
V=200V>0,则有:φA>φB;
A、C间的电势差 UAC==
V=-300V<0,则有:φA<φC;
所以有:φC>φA>φB;
根据顺着电场线电势降低可知顺着电场线方向这三点的排列次序是C、A、B.
故答案为:C、A、B
如图1所示,真空中存在电场强度E=1.5×103V/m、方向竖直向上的匀强电场.在电场中固定有竖直面内的光滑绝缘轨道ABC,其中AB段水平,BC段是半径R=0.5m的半圆,直径BC竖直.有两个大小相同的金属小球1和2(均可视为质点),小球2的质量m2=3×10-2kg、电量q=+2×10-4C,静止于B点;小球1的质量m1=2×10-2kg、不带电,在轨道上以初速度v0=
m/s向右运动,与小球2发生弹性正碰,碰撞时间极短,取g=10m/s2,求:
(1)碰撞后瞬间小球2的速度v2的大小
(2)小球2经过C点时,轨道对它的压力FN的大小以及它第一次落到轨道AB上的位置距B点的距离x
(3)若只改变场强E的大小,为了保证小球2能沿轨道运动并通过C点,试确定场强E的取值范围;并在图2的坐标系中,画出小球2由B点沿轨道运动至C点的过程中,其电势能变化量△EP与场强E的关系图象(画图时不必说明理由)
正确答案
(1)设两小球碰撞后的速度速度分别为v1、v2,则
m1v0=m1v1+m2v2
弹性碰撞,无机械能损失,故:
m1
=
m1
+
m2
解得:
v2==
=2
m/s
(2)设小球2经过C点时速度为v2′,由动能定理,有:
(E-m2g)•2R=
m2
-
m2
•2R=
m2
-
m2
解得:
v2′=m/s
又FN+m2g-E=m2
得:
FN=m2-m2g+
E=m2
-5m2g+
qE
代入数据得:
FN=0.45N
小球2离开C点后做类平抛运动,加速度:
a=
=
g=5m/s2
2R=at2
解得:
t=
所以x=v′2t=×
=2m
(3)在上述(2)中,令FN≥0,即有
m2-5m2g+
qE≥0
E≥=
=600V/m
又由题设有:qE≤m2g
E≤=
=1.5×103V/m
故满足题目要求的场强E大小的取值范围是:
0.6×103≤E≤1.5×103V/m
电势能变化量△E与场强E的关系图象如图:
答:(1)碰撞后瞬间小球2的速度v2的大小为2m/s;
(2)小球2经过C点时,轨道对它的压力FN的大小为0.45N,它第一次落到轨道AB上的位置距B点的距离x为2m;
(3)场强E的取值范围为:0.6×103≤E≤1.5×103V/m;
小球2由B点沿轨道运动至C点的过程中,其电势能变化量△EP与场强E的关系图象如图所示.
(8分)如图所示,用长为l的绝缘细线拴一个质量为m、带电量为 +q的小球(可视为质点)后悬挂于O点,整个装置处于水平向右的匀强电场E中。将小球拉至使悬线呈水平的位置A后,由静止开始将小球释放,小球从A点开始向下摆动,当悬线转过60°角到达位置B时,速度恰好为零。求:
(1)B、A两点的电势差UBA;
(2)电场强度E ;
正确答案
(1) (2)
试题分析:(1)根据动能定理:
mglsin60°- qUBA =" 0" - 0
B、A两点的电势差 -------4分
(2)电场强度 -------4分
点评:在运用公式解题时,一定要注意d表示沿电场线方向的距离
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