8.(1) 在O点的左方.(2) UNO =.
(1)由动能定理可得在O点的左方.(2)在竖直方向 mgt = mv sinθ,水平方向 qEt = mv + mv cosθ.(3) 油滴由O点N点,由qU-mgh = 0,在竖直方向上,(v0 sinθ)2 = 2gh.UNO =.
7.(1)略 (2)ΔE = 4.8×10-5 J
(1) 电荷所受电场力与F反向,匀强电场方向为即为力F方向.
(2) 电荷克服电场力做功,电势能的变化量为△E=F·AB·sinα=4.8×10-5 J
3.1电场(答案)
[例题]例1.第一次滑行μ(mg-qE)L=mv02-(m+M)v02,第二次滑行μ(mg+qE)L=mv02-(m+M)v02得.例2.对时间t内喷出的油漆,q=It ①,qU=mv2 ②,Ft=mv ③解三式得.例3.(1)小球在c点时的动能最大,即c点的电势最低.作过c点与圆周相切的线,切线为等势线,Oc方向即为电场方向,其与直径ac夹角为:θ=∠acO=30°(2)小球做类平抛运动.有:=vot ①在沿着电场线方向有:= ② 由图几何关系可得: =2Rcosθ= ③ =·sinθ= ④ =·cosθ+R= ⑤ 将③、④、⑤式代入①、②两式并解得vo=.所以Eko= .例4.(1)若第1个粒子落到O点,由=v01t1,=gt12得v01=2.5 m/s.若落到B点,由L=v02t1,=gt22得v02=5 m/s.故2.5 m/s≤v0≤5 m/s.(2)由L=v01t,得t=4×10-2 s.=at2得a=2.5 m/s2,有mg-qE=ma,E=得Q=6×10-6 C.所以=600个.
[练习]1.B 2.AC 3.B 4.D 5.BCD 6.AD
11.如图3-1-10所示,两平行金属板水平放置,距离d = 2 cm,极板长L = 40 cm,两板与电压U =182 V的直流电源相接,质量m = 0.91×10-30 kg,电量q = 1.6×10-19 C的电子以速度v0 = 4×107 m/s在非常靠近A板的O处垂直于场强方向射入电场.
(1)用计算说明电子是否飞出电场;
(2)要使电子飞出电场,A、B板应怎样上下平行移动?(只就单独移动一块极板进行讨论)
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10.如图3-1-9所示,同一竖直平面内固定着两水平绝缘细杆AB、CD,长均为L,两杆间竖直距离为h,BD两端以光滑绝缘的半圆形细杆相连,半圆形细杆与AB、CD在同一竖直面内,且AB、CD恰为半圆形圆弧在B、D两处的切线,O为AD、BC连线的交点,在O点固定一电量为Q的正点电荷.质量为m的小球P带正电荷,电量为q,穿在细杆上,从A以一定初速度出发,沿杆滑动,最后可到达C点.已知小球与两水平杆之间动摩擦因数为μ,小球所受库仑力始终小于小球重力.求:
(1) P在水平细杆上滑动时受摩擦力的极大值和极小值;
(2) P从A点出发时初速度的最小值.
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9.带电荷量为q、质量为m的粒子(重力不计)置于宽广的匀强电场区域,场强随时间变化规律如图3-12所示,当t = 0时,把带电粒子由静止释放,求经过时间t = nT (n为正整数)时,求:(1) 带电粒子的末动能;(2) t = nT时间内前进的总位移.
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7.如图3-1-6,为使带负电的点电荷q在一匀强电场中沿直线匀速地由A运动到B,必须对该电荷施加一恒力F.若AB=0.4m,α=370,q=-3×10-7C,F=1.5×10-4N,A点的电势=100V.(不计电荷所受的重力)
(1)在图中用实线画出电场线,用虚线画出通过A、B两点的等势线,并标明它们的电势.
(2)求点电荷q由A到B的过程中电势能的变化量是多少?
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已知油滴的质量为m,测得油滴达到运动轨迹的最高点时,它的速度大小又为v,求:
(1) 最高点的位置可能在O点的哪一方? (2) 电场强度 E为多少?
(3) 最高点处(设为N)与O点的电势差UNO为多少?
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6.如图3-1-5所示,a、b是竖直方向上的电场线的两点,一带电质点在a点由静止释放,沿电场线向上运动,到b点恰好速度为零,下列说法中正确的是 ( )
A. 带电粒子在a、b两点所受的电场力都是竖直向上的
B. a点的电势比b点的电势高
C.
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D. a点的电场强度比b点的电场强度大
5.如图3-1-4所示,实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线,虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是轨迹上的两点,若带电粒子只受电场力作用,根据此图可作出正判断的是 ( )
A. 带电粒子所带电荷的符号
B. 带电粒子在a、b两点的受力方向
C.
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D. 带电粒子在a、b两点的电势能何处较大
4.关于场强和电势的下列说法中正确的是 ( )
A.在电场中a、b两点间移动电荷的过程中,电场力始终不做功,则电荷经过的路径上各点的场强一定为零
B.电场强度的方向就是电势降落的方向
C.两个等量同种电荷的电场中,从两电荷连线的中点沿连线的中垂线向外,电势越来越低,场强越来越小
D.两个等量异种电荷的电场中,两电荷连线的中垂线有如下特征:连线上各点的电势均相等,且连线的中点场强最大,沿中垂线向外,场强越来越小
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