匀强电场_章节学习

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题型：单选题

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单选题

两带电体之间由于静电力作用而具有的势能叫做电势能．若取两带电体相距无穷远时的电势能为零，一个电荷量为q0（q0＜0）的点电荷量为Q0（Q0＞0）的引力源中心为r0时，其电势能E电=-k（式中k为静电力恒量）．

氢原子的核外电子e绕其原子核做匀速圆周运动，由于向外辐射了一个光子，使电子的圆轨道半径从r1减小到r2．若电子绕原子核运动的向心力由电子与原子核之间的库仑力提供，普朗克常数为h，在辐射光子的频率为（　　）

A（）

B（）

C（-）

D（-）

正确答案

C

解析

解：对于轨道半径为r的电子，由库仑力充当向心力得：k=m

动能为 Ek==，电势能为 Ep=-k

则由玻尔理论得：hγ=E1-E2=（-）-（-）=ke2（-）

故辐射光子的频率为 γ=（-）

故选：C．

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题型：简答题

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简答题

一质量为m的带电小球，在竖直方向的匀强电场中以水平速度抛出，小球的加速度大小为，阻力不计，电场力是否做负功？动能是否减小？重力势能又怎么变化？

正确答案

解：由题意可知，小球的加速度大小为，则电场力竖直向上，大小为，

带电小球以水平速度抛出，向重力方向做类平抛运动，则电场力做负功，

根据动能定理可知，合力做功大于0，则动能增大，因下落，则重力势能减小，

答：电场力做负功，动能增大，重力势能减小．

解析

解：由题意可知，小球的加速度大小为，则电场力竖直向上，大小为，

带电小球以水平速度抛出，向重力方向做类平抛运动，则电场力做负功，

根据动能定理可知，合力做功大于0，则动能增大，因下落，则重力势能减小，

答：电场力做负功，动能增大，重力势能减小．

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题型：填空题

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填空题

匀强电场中的三点A、B、C是一个三角形的三个顶点，AB的长度为1m，D为AB的中点，如图所示．已知电场线的方向平行于△ABC所在平面，A、B、C三点的电势分别为14V、6V和2V．设场强大小为E，一电量为1×10-6C的正电荷从D点移到C点电场力所做的功W为______J．并做出经过A点的电场线，保留作图痕迹．

正确答案

8×10-6

解析

解：（1）在匀强电场中，由于D为AB的中点，则D点的电势为：

φD==V=10V

电荷从D点移到C点电场力所做的功为：

W=qUDC=q（φD-φC）=1×10-6×（10-2）J=8×10-6J

（2）AC间电势差为12V，分为三等份，找出B的等势点，如图所示：

电场线垂直于等势面，如图所示；

故答案为：8×10-6，如图所示．

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题型：多选题

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多选题

质量为m的带电量为+q的可视为质点的小球与一个绝缘轻弹簧右侧相连，弹簧左侧固定在墙壁上，小球静止在光滑绝缘体水平面上，位于水平向右的x坐标轴原点O，当加入如图所示水平向右的匀强电场E后，小球向右运动的最远处为x=xo，空气阻力不计，下列说法正确的是（　　）

A弹簧的劲度系数K=

B质点在x=0处与在x=x0处加速度相同

C小球运动速度的最大值为

D运动过程中，小球电势能、动能互相转化，且总量保持不变

正确答案

C,D

解析

解：A、根据动能定理，从开始到最远处，则有：qEx0-=0，解得：k=，故A错误；

B、在x=0处，由牛顿第二定律，则有：qE=ma1，解得：a1=，方向向右，

而在x=x0处，由牛顿第二定律，则有：kx0-qE=ma2，解得：a2=，方向向左，故B错误；

C、当qE=kx时，即x=时，速度最大，根据动能定理，qE-=，

解得：v=，故C正确；

D、运动过程中，存在弹簧的弹力与电场力做功，则小球电势能、动能互相转化，且总量保持不变，故D正确；

故选：CD．

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题型：简答题

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简答题

如图所示，微粒A位于一定高度处，其质量m=1×10-4kg，带电荷量q=+1×10-6C，塑料长方体空心盒子B位于水平地面上，与地面间的动摩擦因数μ=0.1．B上表面的下方存在着竖直向上的匀强电场，电场强度的大小E=2×103N/C．B上表面的上方存在着竖直向下的匀强电场，电场强度的大小为E．B上表面开有一系列大于A的小孔，孔间距满足一定的关系，使得A进出B的过程中始终不与B接触．当A以v1=1m/s的速度从孔1竖直向下进入B的瞬间，B恰以v2=0.6m/s的速度向右滑行．设B足够长，足够高且上表面的厚度忽略不计．取g=10m/s2，A恰能顺次从各个小空进出B．试求：

（1）从A第一次进入B至B停止运动的过程中，B通过的总路程s；

（2）B上至少要开多少小孔，才能保证A始终不与B接触；

（3）从右到左，B上表面各相邻小孔之间的距离分别为多大？

正确答案

解：（1）A在B内、外运动时，B的加速度大小

a==μg=1 m/s2

B全过程做匀减速直线运动，所以通过的总路程 s==0.18m

（2）A第二次进入B之前，在B内运动的加速度大小 a1==10 m/s2

运动的时间 t1=2×=0.2s

在B外运动的加速度大小a2=20 m/s2

运动的时间 t2=2×=0.1s

A从第一次进入B到第二次进入B的时间 t=t1+t2=0.3s

A运动一个周期B减少的速度为△υ=at=0.3m/s）

从小球第一次进入B到B停下，A运动的周期数为 n===2

故要保证小球始终不与B相碰，B上的小孔个数至少为 2n+1=5

（3）由于B向右做匀减速直线运动，经0.6s速度减为零，由逆向思维可知，B向左做初速度为零的匀加速直线运动了0.6s，每经过0.1s，其位移大小之比为1：3：5：7：9：11，共有（1+3+5+7+9+11）份即36份，所以，从右到左，B上表面各相邻小孔之间的距离分别为

S1=s=0.1m S2=s=0.035m

S3=s=0.04m S4=s=0.005m

答：（1）从A第一次进入B至B停止运动的过程中，B通过的总路程s=0.18m；

（2）B上至少要开5个小孔，才能保证A始终不与B接触；

（3）从右到左，B上表面各相邻小孔之间的距离分别为0.1m，0.035m，0.04m，0.005m

解析

解：（1）A在B内、外运动时，B的加速度大小

a==μg=1 m/s2

B全过程做匀减速直线运动，所以通过的总路程 s==0.18m

（2）A第二次进入B之前，在B内运动的加速度大小 a1==10 m/s2

运动的时间 t1=2×=0.2s

在B外运动的加速度大小a2=20 m/s2

运动的时间 t2=2×=0.1s

A从第一次进入B到第二次进入B的时间 t=t1+t2=0.3s

A运动一个周期B减少的速度为△υ=at=0.3m/s）

从小球第一次进入B到B停下，A运动的周期数为 n===2

故要保证小球始终不与B相碰，B上的小孔个数至少为 2n+1=5

（3）由于B向右做匀减速直线运动，经0.6s速度减为零，由逆向思维可知，B向左做初速度为零的匀加速直线运动了0.6s，每经过0.1s，其位移大小之比为1：3：5：7：9：11，共有（1+3+5+7+9+11）份即36份，所以，从右到左，B上表面各相邻小孔之间的距离分别为

S1=s=0.1m S2=s=0.035m

S3=s=0.04m S4=s=0.005m

答：（1）从A第一次进入B至B停止运动的过程中，B通过的总路程s=0.18m；

（2）B上至少要开5个小孔，才能保证A始终不与B接触；

（3）从右到左，B上表面各相邻小孔之间的距离分别为0.1m，0.035m，0.04m，0.005m

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正确答案

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