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章末测评验收卷(一) 静电场的描述 (满分:100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1.对元电荷或点电荷的理解,下列说法正确的是( )
元电荷就是电子
电子带负电,元电荷是正数,所以元电荷不是电子而是质子
体积很小的带电物体一定可以看作点电荷
带电物体能不能看作点电荷取决于其形状、大小以及电荷分布对所研究问题的影响是否可以忽略
2.如图所示,光滑绝缘水平桌面上有A、B两个带电小球(可以看成点电荷),A球带电量为+2q,B球带电量为-q,由静止开始释放后A球加速度大小为B球的两倍,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A球受到的静电力是B球受到静电力的2倍
A球的质量是B球质量的2倍
A球受到的静电力与B球受到的静电力是一对平衡力
A、B两球相互靠近的过程中加速度都增大,且A球的加速度总是B球的两倍
3.如图所示,在水平向右、场强大小为E的匀强电场中,在O点固定一电量为Q的正点电荷,A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点,B、D连线与电场线平行,A、C连线与电场线垂直。则( )
A点的电场强度大小为
B点的电场强度大小为E-k
D点的电场强度大小不可能为零
A、C两点的电场强度相同
4.如图所示,B为线段AC的中点,如果在A处放一个电荷量为+Q的点电荷,测得B处的电场强度EB=48 N/C,则( )
若要使EB=0,可在C处放一个-Q的点电荷
把q=10-9 C的点电荷放在C点,则其所受静电力的大小为6×10-9 N
EC=12 N/C
EC=24 N/C
5.将电量为q=3×10-9C的电荷从A点移动到B点,静电力做的功为W1=9.6×
10-7J,再将该电荷从B点移动到C点,静电力做的功为W2=-1.8×10-8J,则A、C两点的电势差为( )
326 V 260 V 314 V 26 V
6.在如图所示的等势线中,将一电子从A点移动到B点,电场力做功为20 eV,则下列说法正确的是( )
电场线的方向可能由A沿直线指向B
若A、B间距等于B、C间距,则电子从B到C电场力做功为20 eV
若将正电荷从B点移动到A点,其电势能将减小
若A、B两点连线的中点为D点,则电子从A移动到D时电场力做功为10 eV
7.(2024·广东茂名高二期末)在x轴上A、B两点处分别有点电荷Q1和Q2,两点电荷形成的静电场中,取无穷远处电势为零,x轴上各点的电势φ随x变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
Q1和Q2带同种电荷
电子在P点的电势能最小
将电子从P1点移到无穷远的过程中,电场力做负功
电子仅在电场力作用下从P1点沿x轴正向运动到P点的过程中,加速度逐渐减小
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8.下列物理量中与试探电荷无关的是( )
电场强度E 电势φ
电势能Ep 电势差U
9.(2024·广东佛山市期末)如图所示,真空中竖直平面内的A、B、C三点构成一个倾角为30°的直角三角形,BC边水平,A、B高度差为h,D点是AC中点,B处固定一正点电荷Q,沿AC方向固定一条内壁光滑的绝缘细管(细管不会影响电荷间的相互作用),现在管内A点由静止释放一质量为m、带电量为+q的小球,小球到达底端C点时速度大小为v。则以下说法正确的是( )
在小球从A到D的过程中,静电力始终不做功
在小球从A到C的过程中,静电力先做负功,后做正功
小球经过D点时速度大小为vD=
D、C两点间的电势差UDC=
10.如图所示,用绝缘细线拴一带负电小球,在竖直平面内做圆周运动,匀强电场方向竖直向下,则( )
当小球运动到最高点a时,细线的张力一定最小
当小球运动到最低点b时,小球的速度一定最大
当小球运动到最高点a时,小球的电势能最小
小球在运动过程中机械能不守恒
三、非选择题(本题共5小题,共54分。)
11.(6分)某同学选用两个完全相同的小球A、B来验证库仑定律。让小球A和B带上同种电荷,A球放在左右可移动且上下高度可调节的绝缘座上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点,如图。
实验时,保证A、B两球球心在同一水平线上,待B球平衡后,丝线偏离竖直方向的角度为θ,已知B球质量为m,重力加速度为g,先保持两球电量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,观察到两球间距离越小,悬线的偏角越大;再保持两球间距离不变,改变小球所带的电量,观察到电量越大,悬线的偏角越大。
(1)实验中用到的探究方法是___________________________________________(2分)。
(2)均匀分布的带电球体可以等效为电量全部集中在球心处的点电荷;根据该知识,他将两个半径为R的金属小球分别带上了q1和q2的正电,并使其球心相距3R时两小球处于平衡状态,应用库仑定律,计算了两球之间的库仑力F1。
(3)对B球根据平衡条件计算A、B两球之间的电场力F2(用m、g、θ表示);比较发现F1________F2(2分)(选填“大于”“小于”或“等于”),原因是__________________(2分)。
12.(8分)如图所示,观察静电感应现象的操作如下:
(1)带正电的C移近导体A,金属箔片________(1分),移走C之后金属箔片________________(1分)(选填“闭合”或“张开”)。
(2)带正电的C移近导体A,先把A、B分开,再移走C,金属箔片张开,A带________电(1分),B带________电(1分),再让A、B接触,金属箔片________(1分)(选填“闭合”或“张开”)。
(3)带正电的C移近导体A,用手摸一下A或者B,移走C,再分开A、B,金属箔片________(1分)(选填“闭合”或“张开”),A、B带________电(1分)。
(4)把带正电的C碰一下A或者B,移走C,分开A、B,A、B带______电(1分)。
13.(10分)(2024·广东深圳期末)如图所示,质量为m、电量为-q的带电粒子在两个相距为6L的等量同种正电荷(电量均为Q)连线的中垂面上,以某一速度做半径为4L的匀速圆周运动;如果此粒子以同样大小的速度绕电量为+Q的点电荷做匀速圆周运动,求粒子的运动半径是多少(粒子重力忽略不计,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。
14.(14分)如图所示,在匀强电场中直角三角形ABC的边长AB=8 cm,BC=4 cm,将带电量q=-6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服静电力做了2.4×10-5 J的功,再从B点移到C点,静电力做了1.2×10-5 J的功。求:
(1)(4分)A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC;
(2)(4分)如果规定B点的电势为零,则A点和C点的电势分别为多少?
(3)(6分)画出过B点的一条电场线并计算电场强度的大小(画图保留作图的痕迹,不写做法)。
15.(16分)如图所示,一根光滑绝缘细杆与水平面成α=30°的角倾斜固定。细杆的一部分处在场强方向水平向右的匀强电场中,场强E=2×104 N/C。在细杆上套有一个电量为q=×10-5 C、质量为m=3×10-2 kg的带负电小球。现使小球从细杆的顶端A由静止开始沿杆滑下,并从B点进入电场,小球在电场中滑至最远处的C点。已知A、B间的距离s1=0.4 m,g=10 m/s2。求:
(1)(4分)小球在B点的速度大小vB;
(2)(6分)小球进入电场后滑行的最大距离s2;
(3)(6分)小球从A点滑至C点所用的时间t。
章末测评验收卷(一) 静电场的描述
1.D [元电荷等于电子所带电量的绝对值,是最小的电荷单位,既不是电子,也不是质子,故A、B错误;带电物体的形状、大小以及电荷分布对所研究问题的影响可以忽略时,带电体可以看作点电荷,与体积的大小无关,故C错误,D正确。]
2.D [A球受到的静电力与B球受到的静电力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,A、C错误;因为两球受力大小相等,但A球的加速度是B球的两倍,根据牛顿第二定律F=ma,可知A球的质量为B球的,B错误;A、B球相互靠近过程中,相互作用力越来越大,所以加速度都增大,A球质量为B球质量的,所以A球加速度总是B球的两倍,D正确。]
3.A [正点电荷在A点产生的电场强度沿OA方向,大小为k,所以A点的合电场强度大小为,A正确;同理,B点的电场强度大小为E+k,B错误;如果E=k,则D点的电场强度大小为零,C错误;A、C两点的电场强度大小相等,但方向不同,D错误。]
4.C [若要使EB=0,可在C处放一个+Q的点电荷,等量同种点电荷的连线中点电场强度为0,故A错误;由于rAB=rAC,根据E=可知EB=4EC,因B处的电场强度EB=48 N/C,则EC=12 N/C,故C正确,D错误;把q=10-9 C的点电荷放在C点,则其所受静电力的大小为F=qE=10-9 C×12 N/C=1.2×10-8 N,故B错误。]
5.C [由题可知电荷从A点移动到B点,电场力做功为W1,设A、B两点电势差为UAB,B、C两点电势差为UBC,A、C两点电势差为UAC,根据静电力做功与电势差的关系可知W1=qUAB,代入数据解得UAB=320 V,将该电荷从B点移动到C点,静电力做功为W2,则根据静电力做功与电势差的关系有W2=qUBC,代入数据解得UBC=-6 V,A、C两点的电势差为UAC=UAB+UBC,联立解得UAC=314 V,C正确。]
6.C [由题图可知B、C两点在同一等势线上,而电子在等势线上运动时其电势能不变,电场力不做功,B错误;由题可知电子从A点移动到B点,电场力做正功,电势能减少,电子在A点的电势能大于在B点的电势能,即A点电势低于B点电势,当正电荷从B点移动到A点时,由Ep=qφ可知,电势能将减小,C正确;根据沿电场线方向电势逐渐降低可知,电场线方向不可能由A指向B,A错误;由题图可知等势线分布不均匀,此电场不是匀强电场,因此AD和DB的电势差不一定相等,由W=qU可知,电子从A到D与从D到B电场力做功不一定相同,即电子从A移动到D时电场力做功可能不为10 eV,D错误。]
7.D [取无穷远处电势为零,Q1处电势小于0,Q2处电势大于0,根据沿电场线方向电势降低可知,Q1和Q2带异种电荷,故A错误;负电荷的电势能随电势的增加而减小,所以电子在P点的电势能不是最小,故B错误;将电子从P1点移到无穷远的过程中,电场力做正功,故C错误;电子仅在电场力作用下从P1点沿x轴正向运动到P点的过程中,由题图可知,图像斜率的绝对值变小,电场强度变小,电子受到的电场力变小,加速度逐渐减小,故D正确。]
8.ABD [电场强度E=,是采用比值定义法定义的,由电场本身决定,与q无关,故A正确;电势φ=,是用比值定义法定义的,由电场本身决定,与q无关,故B正确;电势能Ep=qφ,电势能与q有关,故C错误;电势差UAB=,是用比值定义法定义的,由电场本身和A、B两点的位置决定,与q无关,故D正确。]
9.BD [带电小球在正点电荷Q形成的电场中运动,根据点电荷形成的电场分布特点可得A、D的电势相等,在小球从A到D的过程中,静电力先做负功后做正功,A错误;小球从D运动到C的过程中,一直做正功,故小球在从A到C的过程中,静电力先做负功后做正功, B正确;A、D的电势相等,在小球从A到D的过程中,静电力做功为零,根据动能定理可得mg·=mv,解得vD=,C错误;A、D的电势相等,则D、C两点间的电势差等于A、C两点间的电势差,小球在从A到C的过程中,由动能定理得mgh+qUAC=mv2-0,解得UAC==UDC,D正确。]
10.CD [若qE=mg,小球做匀速圆周运动,球在各处对细线的拉力一样大,即细线的张力一样大;若qEmg,球在a处速度最大,故A、B错误;a点电势最高,带负电小球在电势最高处电势能最小,故C正确;小球在运动过程中除受到重力外,还受到静电力,静电力对小球做功,小球的机械能不守恒,故D正确。]
11.(1)控制变量法 (3)大于 见解析
解析 (1)实验中用到的探究方法是控制变量法。(3)B球受重力、绳的拉力和电场力三力的作用,根据平衡条件,A、B两球之间的电场力F2=mgtan θ,当两球心相距为3R时,两球不能看成点电荷,因带同种电荷,导致间距大于3R,根据库仑定律F1=k可知,它们实际相互作用的库仑力大小F12.(1)张开 闭合 (2)负 正 闭合 (3)张开 负 (4)正
解析 (1)带正电的C移近导体A,A端感应出负电荷,B端感应出正电荷,金属箔片张开,移走C之后金属箔片闭合。
(2)带正电的C移近导体A,金属箔片张开,先分开A、B再移走C,金属箔片张开,A带负电,B带正电,再让A、B接触,金属箔片闭合。
(3)带正电的C移近导体A,用手摸一下A或者B,通过人体大地上的电子移到A上,移走C,再分开A、B,金属箔片张开,A、B带负电。
(4)C碰一下A或者B,电子转移到C上,移走C再分开A、B,A、B带正电。
13.L
解析 设粒子做匀速圆周运动的速度为v,由几何关系可知,正电荷和粒子间距
r′=5L
粒子在两正电荷连线的中垂面上做匀速圆周运动,则有
2×cos 37°=m
设粒子以相同大小的速度绕正点电荷做匀速圆周运动的半径为r,则有k=m
可得r=L。
14.(1)4 V -2 V (2)4 V 2 V (3)见解析图 ×102 V/m
解析 (1)根据W=qU可得UAB==V=4 V,
UBC=V=-2 V。
(2)由于UAB=φA-φB,UBC=φB-φC
又φB=0
解得φA=4 V,φC=2 V。
(3)取AB的中点D,则D点的电势为2 V,连接C、D,则CD为等势线,电场线与等势线垂直,由高电势指向低电势,故过B点的电场线如图所示,
根据几何关系可得B点到等势线DC的距离
d=4× cm=2×10-2m
电场强度的大小为E===×102 V/m。
15.(1)2 m/s (2)0.4 m (3)0.8 s
解析 (1)由A到B,根据动能定理,有mgs1sin α=mv
代入数据解得vB=2 m/s。
(2)小球从细杆的顶端A由静止开始沿杆滑下,并从B点进入电场,小球在电场中滑至最远的C点,滑行到C点时速度为零,对于小球的整个滑行过程,由动能定理得mg(s1+s2)sin α-qEs2cos α=0
解得s2=0.4 m。
(3)根据运动学公式得s1=tAB,s2=tBC
而总时间t=tAB+tBC,联立解得t=0.8 s。(共30张PPT)
章末测评验收卷(一)
第一章 静电场的描述
(时间:75分钟 满分:100分)
D
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1.对元电荷或点电荷的理解,下列说法正确的是( )
A.元电荷就是电子
B.电子带负电,元电荷是正数,所以元电荷不是电子而是质子
C.体积很小的带电物体一定可以看作点电荷
D.带电物体能不能看作点电荷取决于其形状、大小以及电荷分布对所研究问题的影响是否可以忽略
解析 元电荷等于电子所带电量的绝对值,是最小的电荷单位,既不是电子,也不是质子,故A、B错误;带电物体的形状、大小以及电荷分布对所研究问题的影响可以忽略时,带电体可以看作点电荷,与体积的大小无关,故C错误,D正确。
D
2.如图所示,光滑绝缘水平桌面上有A、B两个带电小球(可以看成点电荷),A球带电量为+2q,B球带电量为-q,由静止开始释放后A球加速度大小为B球的两倍,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.A球受到的静电力是B球受到静电力的2倍
B.A球的质量是B球质量的2倍
C.A球受到的静电力与B球受到的静电力是一对平衡力
D.A、B两球相互靠近的过程中加速度都增大,且A球的加速度总是B球的两倍
A
3.如图所示,在水平向右、场强大小为E的匀强电场中,在O点固定一电量为Q的正点电荷,A、B、C、D为以O为圆心、半径为r的同一圆周上的四点,B、D连线与电场线平行,A、C连线与电场线垂直。则( )
C
4.如图所示,B为线段AC的中点,如果在A处放一个电荷量为+Q的点电荷,测得B处的电场强度EB=48 N/C,则( )
A.若要使EB=0,可在C处放一个-Q的点电荷
B.把q=10-9 C的点电荷放在C点,则其所受静电力的大小为6×10-9 N
C.EC=12 N/C
D.EC=24 N/C
C
5.将电量为q=3×10-9C的电荷从A点移动到B点,静电力做的功为W1=9.6×10-7J,再将该电荷从B点移动到C点,静电力做的功为W2=-1.8×10-8J,则A、C两点的电势差为( )
A.326 V B.260 V C.314 V D.26 V
解析 由题可知电荷从A点移动到B点,电场力做功为W1,设A、B两点电势差为UAB,B、C两点电势差为UBC,A、C两点电势差为UAC,根据静电力做功与电势差的关系可知W1=qUAB,代入数据解得UAB=320 V,将该电荷从B点移动到C点,静电力做功为W2,则根据静电力做功与电势差的关系有W2=qUBC,代入数据解得UBC=-6 V,A、C两点的电势差为UAC=UAB+UBC,联立解得UAC=314 V,C正确。
C
6.在如图所示的等势线中,将一电子从A点移动到B点,电场力做功为20 eV,则下列说法正确的是( )
A.电场线的方向可能由A沿直线指向B
B.若A、B间距等于B、C间距,则电子从B到C电场力做功为20 eV
C.若将正电荷从B点移动到A点,其电势能将减小
D.若A、B两点连线的中点为D点,则电子从A移动到D时电场力做功为10 eV
解析 由题图可知B、C两点在同一等势线上,而电子在等势线上运动时其电势能不变,电场力不做功,B错误;由题可知电子从A点移动到B点,电场力做正功,电势能减少,电子在A点的电势能大于在B点的电势能,即A点电势低于B点电势,当正电荷从B点移动到A点时,由Ep=qφ可知,电势能将减小,C正确;根据沿电场线方向电势逐渐降低可知,电场线方向不可能由A指向B,A错误;由题图可知等势线分布不均匀,此电场不是匀强电场,因此AD和DB的电势差不一定相等,由W=qU可知,电子从A到D与从D到B电场力做功不一定相同,即电子从A移动到D时电场力做功可能不为10 eV,D错误。
D
7.(2024·广东茂名高二期末)在x轴上A、B两点处分别有点电荷Q1和Q2,两点电荷形成的静电场中,取无穷远处电势为零,x轴上各点的电势φ随x变化的图像如图所示,下列说法正确的是( )
A.Q1和Q2带同种电荷
B.电子在P点的电势能最小
C.将电子从P1点移到无穷远的过程中,电场力做负功
D.电子仅在电场力作用下从P1点沿x轴正向运动到P点的过程中,加速度逐渐减小
解析 取无穷远处电势为零,Q1处电势小于0,Q2处电势大于0,根据沿电场线方向电势降低可知,Q1和Q2带异种电荷,故A错误;负电荷的电势能随电势的增加而减小,所以电子在P点的电势能不是最小,故B错误;将电子从P1点移到无穷远的过程中,电场力做正功,故C错误;电子仅在电场力作用下从P1点沿x轴正向运动到P点的过程中,由题图可知,图像斜率的绝对值变小,电场强度变小,电子受到的电场力变小,加速度逐渐减小,故D正确。
ABD
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。)
8.下列物理量中与试探电荷无关的是( )
A.电场强度E B.电势φ C.电势能Ep D.电势差U
BD
9.(2024·广东佛山市期末)如图所示,真空中竖直平面内的A、B、C三点构成一个倾角为30°的直角三角形,BC边水平,A、B高度差为h,D点是AC中点,B处固定一正点电荷Q,沿AC方向固定一条内壁光滑的绝缘细管(细管不会影响电荷间的相互作用),现在管内A点由静止释放一质量为m、带电量为+q的小球,小球到达底端C点时速度大小为v。则以下说法正确的是( )
CD
10.如图所示,用绝缘细线拴一带负电小球,在竖直平面内做圆周运动,匀强电场方向竖直向下,则( )
A.当小球运动到最高点a时,细线的张力一定最小
B.当小球运动到最低点b时,小球的速度一定最大
C.当小球运动到最高点a时,小球的电势能最小
D.小球在运动过程中机械能不守恒
解析 若qE=mg,小球做匀速圆周运动,球在各处对细线的拉力一样大,即细线的张力一样大;若qEmg,球在a处速度最大,故A、B错误;a点电势最高,带负电小球在电势最高处电势能最小,故C正确;小球在运动过程中除受到重力外,还受到静电力,静电力对小球做功,小球的机械能不守恒,故D正确。
三、非选择题(本题共5小题,共54分。)
11.(6分)某同学选用两个完全相同的小球A、B来验证库仑定律。让小球A和B带上同种电荷,A球放在左右可移动且上下高度可调节的绝缘座上,B球用绝缘丝线悬挂于玻璃棒C点,如图。
实验时,保证A、B两球球心在同一水平线上,待B球平衡后,丝线偏离竖直方向的角度为θ,已知B球质量为m,重力加速度为g,先保持两球电量不变,使A球从远处逐渐向B球靠近,观察到两球间距离越小,悬线的偏角越大;再保持两球间距离不变,改变小球所带的电量,观察到电量越大,悬线的偏角越大。
(1)实验中用到的探究方法是___________________。
(2)均匀分布的带电球体可以等效为电量全部集中在球心处的点电荷;根据该知识,他将两个半径为R的金属小球分别带上了q1和q2的正电,并使其球心相距3R时两小球处于平衡状态,应用库仑定律,计算了两球之间的库仑力F1。
(3)对B球根据平衡条件计算A、B两球之间的电场力F2(用m、g、θ表示);比较发现F1____________F2(选填“大于”“小于”或“等于”),原因是______________________________________________________________________________________。
答案 (1)控制变量法 (3)大于 见解析
12.(8分)如图所示,观察静电感应现象的操作如下:
(1)带正电的C移近导体A,金属箔片____________,
移走C之后金属箔片____________(选填“闭合”或“张开”)。
(2)带正电的C移近导体A,先把A、B分开,再移走C,金属箔片张开,A带____________电,B带____________电,再让A、B接触,金属箔片____________(选填“闭合”或“张开”)。
(3)带正电的C移近导体A,用手摸一下A或者B,移走C,再分开A、B,金属箔片____________(选填“闭合”或“张开”),A、B带____________电。
(4)把带正电的C碰一下A或者B,移走C,分开A、B,A、B带____________电。
答案 (1)张开 闭合 (2)负 正 闭合
(3)张开 负 (4)正
解析 (1)带正电的C移近导体A,A端感应出负电荷,
B端感应出正电荷,金属箔片张开,移走C之后金属箔片闭合。
(2)带正电的C移近导体A,金属箔片张开,先分开A、B再移走C,金属箔片张开,A带负电,B带正电,再让A、B接触,金属箔片闭合。
(3)带正电的C移近导体A,用手摸一下A或者B,通过人体大地上的电子移到A上,移走C,再分开A、B,金属箔片张开,A、B带负电。
(4)C碰一下A或者B,电子转移到C上,移走C再分开A、B,A、B带正电。
13.(10分)(2024·广东深圳期末)如图所示,质量为m、电量为-q的带电粒子在两个相距为6L的等量同种正电荷(电量均为Q)连线的中垂面上,以某一速度做半径为4L的匀速圆周运动;如果此粒子以同样大小的速度绕电量为+Q的点电荷做匀速圆周运动,求粒子的运动半径是多少(粒子重力忽略不计,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。
粒子在两正电荷连线的中垂面上做匀速圆周运动,则有
设粒子以相同大小的速度绕正点电荷做匀速圆周运动的半径为r,则有
14.(14分)如图所示,在匀强电场中直角三角形ABC的边长AB=8 cm,BC=4 cm,将带电量q=-6×10-6C的负电荷从电场中的A点移到B点,克服静电力做了2.4×10-5 J的功,再从B点移到C点,静电力做了1.2×10-5 J的功。求:
(1)A、B两点间的电势差UAB和B、C两点间的电势差UBC;
(2)如果规定B点的电势为零,则A点和C点的电势分别为多少?
(3)画出过B点的一条电场线并计算电场强度的大小(画图保留作图的痕迹,不写做法)。
解析 (1)根据W=qU可得
(2)由于UAB=φA-φB,UBC=φB-φC
又φB=0
解得φA=4 V,φC=2 V。
(3)取AB的中点D,则D点的电势为2 V,连接C、D,则CD为等势线,电场线与等势线垂直,由高电势指向低电势,故过B点的电场线如图所示,
(1)小球在B点的速度大小vB;
(2)小球进入电场后滑行的最大距离s2;
(3)小球从A点滑至C点所用的时间t。
答案 (1)2 m/s (2)0.4 m (3)0.8 s
代入数据解得vB=2 m/s。
(2)小球从细杆的顶端A由静止开始沿杆滑下,并从B点进入电场,小球在电场中滑至最远的C点,滑行到C点时速度为零,对于小球的整个滑行过程,由动能定理得mg(s1+s2)sin α-qEs2cos α=0
解得s2=0.4 m。
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