一质量为1g的带电小球,在某竖直方向的匀强电场中,由静止释放.当小球下落10m时,电场力对小球做了-0.05J的功,问: (1)小球的电势能增大了还是减少了,增大(或减少)了多少? (2)小球下落10m时的速度有多大? (3)若在小球下落10m时,突然将电场的场强大小变为原来的3倍,方向不变,那么小球还能向下运动多长时间?(已知电场空间足够大,g=10m/s2) |
(1)因为电场力做功W电=-0.05J,故小球的电势能增加0.05J; (2)根据题意对小球做功的只有其重力和所受的电场力,由动能定理得: WG+W电=mv2 所以v= 代入数据得:v=10m/s (3)由题意知电场力方向向下,设变化前的大小为F1, 则F1==N=5×10-3N 所以变化后的电场力F=3F1=15×10-3N 由牛顿第二定律知小球的加速度 a==m/s2=5m/s2 且方向向上 因此在电场变化后小球向下做匀减速运动,设减速至零用时为t,以向下为正方向, 由 vt=v0+at 得 0=10-5t 解得t=2s 答:(1)小球的电势能增大了,增大了0.05J; (2)小球下落10m时的速度为10m/s; (3)若在小球下落10m时,突然将电场的场强大小变为原来的3倍,方向不变,那么小球还能向下运动2s. |
核心考点
试题【一质量为1g的带电小球,在某竖直方向的匀强电场中,由静止释放.当小球下落10m时,电场力对小球做了-0.05J的功,问:(1)小球的电势能增大了还是减少了,增大】;主要考察你对
电势差与电场强度的关系等知识点的理解。
[详细]
举一反三
一次闪电过程通常由若干个相继发生的闪击构成,每个闪击持续时间很短,电荷转移主要发生在第一个闪击过程中.在某一次闪电前,云地之间的电势差约为1.0×109V,云地间距离约为2km;第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C,闪击持续时间约为5×10-5s.若闪电前云地间的电场可以看做匀强电场,试估算: (1)闪电前云地间的电场强度大小. (2)第一个闪击过程中闪电电流的平均值. (3)第一个闪击过程中释放的能量. |
如图甲,两个点电荷Q1、Q2固定在x轴上距离为L的两点,其中Q1带正电位于原点O,a、b是它们连线延长线上的两点,其中b点与O点相距3L.现有一带正电的粒子q以一定的初速度沿x轴从a点开始经b点向远处运动(粒子只受电场力作用),设粒子经过a,b两点时的速度分别为va,vb,其速度随坐标x变化的图象如图乙,则以下判断正确的是( )A.Q2带负电且电荷量小于Q1 | B.b点的场强一定为零 | C.a点的电势比b点的电势高 | D.粒子在a点的电势能小于在b点的电势能 | 如图,在匀强电场中,A、B、C、D和M在同一条直线上,AB=BC=CD=DM,若A点和M点的电势分别为ΦA和ΦM,则ΦB=______;若AM=nAB,则ΦB=______.
| 如图,绝缘长方体B置于水平面上,两端固定一对平行带电极板,极板间形成匀强电场,电场强度E=1.2×104N/C.长方体B的上表面光滑,下表面与水平面的动摩擦因数μ=0.05(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同).B与极板的总质量mB=1kg.带正电的小滑块A的电荷量qA=1×10-4C、质量mA=0.6kg.假设A所带的电量不影响极板间的电场分布.t=0时刻,小滑块A从B表面上的a点以相对地面的速度vA=1.6m/s向左运动,同时,B(连同极板)以相对地面的速度vB=0.4m/s向右运动. (1)求B受到的摩擦力和电场力的大小; (2)若A最远能到达b点,求a、b间的距离L; (3)求从t=0时刻至A运动到b点时,电场力对B做的功.
| 电场中A、B两点间的电势差为U,将电荷量为q的点电荷从A点移到B点,在此过程中,电场力对该电荷做的功为( ) |
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