如图所示,在O处放置一个正电荷.在过O点的竖直平面内的A点自由释放一个带正电的小球,小球的质量为m,电荷量为q.小球落下的轨迹如图中虚线所示,它与以O为圆心、R为半径的圆(图中实线表示)相交于B、C两点,O、C在同一水平线上,∠BOC=30o,A点距离OC的竖直高度为h.若小球通过C点的速度为v,则求:
(1)AB间的电势差UAB.
(2)小球由A至B的过程中损失的机械能.
解析:(1)由于B、C在同一个等势面,所以UAB=UAC①
对AC全过程应用动能定理,有②
由①②两式可得:③
(2)物体在运动过程中受重力和电场力作用,发生机械能和电势能的转化,从A至B损失的机械能等于其增加的电势能,也等于克服电场力做的功,故有④
由③④式得⑤
点评:①解此题的关键是要注意以O为圆心的“圆”是“等势线”(等势面),在同一等势面上的点之间的电势差为零,从而得出UAB=UAC的结论.同学们在学习时熟记一些典型电场的电场线和等势线的特点,对迅速、正确地解题大有裨益.②此题要求的是电势差和机械能的损失,提示我们要用能量观点(动能定理和能量守恒定律)解题.能量观点贯穿于整个高中物理的始终,对于多过程、运动情况较复杂的曲线运动等用能量观点去分析往往能化繁为简,迅速破题.分析带电粒子在电场中的运动,能量观点也是并列于牛顿运动定律的一条主线,希望同学们要善于应用,多加体会.
评分标准:本题共15分,①式3分,②④式各4分,③⑤式各2分.
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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题
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科目:高中物理 来源:2011-2012学年山东省济宁市金乡县高二(上)月考物理试卷(10月份)(解析版) 题型:解答题
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