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20xx教科版高中物理選修3-113電場電場強度和電場線同步精練1-資料下載頁

2025-11-19 18:22本頁面

【導讀】電場電場強度和電場線2. 庫侖力作用下的平衡。1．兩個通電小球帶電后相互排斥，如圖1－4－6所示．兩懸線跟豎直方向各有一個夾。角α、β，且兩球在同一水平面上．兩球質量用m和M表示，所帶電量用q和Q表示．若已。知α＞β，則一定有關系(). D．m受到的電場力一定大于M所受電場力。解析庫侖力同樣滿足牛頓第三定律，滿足共點力平衡條件．由圖示可知兩小球相互排。斥，故A正確、D錯誤；偏角的大小與小球的質量和懸線的長度有關，故B正確．。電場線與運動軌跡。B．粒子加速度逐漸減小。荷．根據EA＞EB，知B項正確；粒子從A到B受到的靜電力為阻力，C項正確．由于電場。線為直線，故粒子在A點速度不為零，D正確．。電場力與牛頓第二定律的結合。3．用一條絕緣輕繩懸掛一個帶電小球，小球質量為×10－2kg，所帶電荷量為＋。2與繩子拉力方向相反。題組一對電場強度的理解。向不同，放同一檢驗電荷在a、b兩點所受電場力大小

　　

【正文】小為多大？答案 13a 13a 解析設兩球的質量均為 m，開始兩球相距 L 時，庫侖力大小為： F＝ kq 3qL2 ＝ 3kq2L2 ，則 a＝Fm＝3kq2mL2① 相碰后兩球電荷量先中和，后平分，所以帶電荷量均為－ q，兩球再次相距為 L 時，庫侖力 F′＝ kq2L2 ，則兩球加速度均為 a′＝F′m ＝kq2mL2② 由 ①② 式得 a′＝ 13a. 12. 圖 1－ 4－ 19 如圖 1－ 4－ 19所示，在豎直放置的光滑半圓弧絕緣細管的圓心 O處固定一點電荷，將質量為 m，帶電荷量為＋ q 的小球從圓弧管的水平直徑端點 A由靜止釋放，小球沿細管滑到最低點 B 時，對管壁恰好無壓力．求： (1)固定于圓心處的點電荷在 AB 弧中點處的電場強度大小； (2)若把 O 處固定的點電荷拿走，加上一個豎直向下場強為 E 的勻強電場，帶電小球仍從 A 點由靜止釋放，下滑到最低點 B 時，小球對環的壓力多大？答案 (1)3mgq (2)3(mg＋ qE) 解析 (1)由 A 到 B，由動能定理得： mgr＝ 12mv2－ 0 在 B 點，對小球受力分析，由牛頓第二定律有： qE－ mg＝ mv2r 聯立以上兩式解得： E＝ 3mgq 因為 O 點固定的是點電荷－ Q，由 E＝ kQr2可知：等勢面上各處的場強大小均相等，即 AB 弧中點處的電場強度為 E＝ 3mgq (2)設小球到達 B 點時的速度為 v，由動能定理得： (mg＋ qE)r＝ 12mv2 設在 B 點處環對小球的彈力為 N，由牛頓第二定律得： N－ mg－ qE＝ mv2r 聯立兩式，解得小球在 B 點受到環的壓力為： N＝ 3(mg＋ qE) 由牛頓第三定律得：小球在 B 點對環的壓力大小為 N＝ 3(mg＋ qE) 13. 圖 1－ 4－ 20 長為 L 的絕緣細線下系一帶正電的小球，其帶電荷量為 Q，懸于 O 點，如圖 1－ 4－ 20所示．當在 O 點另外固定一個正電荷時，如果球靜止在 A 處，則細線拉力是重力 mg 的兩倍，現將球拉至圖中 B 處 (θ＝ 60176。)，放開球讓它擺動，問： (1)固定在 O 處的正電荷的帶電荷量為多少？ (2)擺球回到 A 處時懸線拉力為多少？答案 (1)q＝ mgL2kQ (2)F 拉 ′＝ 3mg 解析 (1)球靜止在 A 處經受力分析知受三個力作用：重力 mg、靜電力 F 和細線拉力 F拉，由受力平衡和庫侖定律列式： F 拉＝ F＋ mg F＝ kQqL2 F 拉＝ 2mg 三式聯立解得： q＝ mgL2kQ . (2)擺回的過程只有重力做功，所以機械能守恒，規定最低點重力勢能等于零，有： mgL(1－ cos 60176。 )＝ 12mv2， F 拉 ′ － mg－ F＝ mv2L 由 (1)知靜電力 F＝ mg，解上述三個方程得： F 拉 ′ ＝ 3mg.

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