在一個勻強電場中有一個如圖所示四邊形ABCD,其中,M為AD的中點,N為BC的中點.一個帶正電的粒子從A點移動到B點,電場力做功為WAB=2.0×10-9J;將該粒子從D點移動到C點,電場力做功為WDC=4.0×l0-9J.則以下分析正確的是( 。
分析:M為AD的中點,N為BC的中點,根據(jù)公式U=Ed可知,勻強電場中沿著電場線方向,兩點間的電勢差與兩點間的距離成正比,則M點的電勢等于AD兩點電勢的平均值,N的電勢等于BC兩點電勢的平均值,根據(jù)電場力公式W=qU,可得到WMN與WAB、WDC的關(guān)系.由于電場強度方向未知,不能求解場強的大。晒絎=qU,可求出A、B間電勢差.
解答:解:用φ表示電勢.
A、B、WMN=qUMN=q(φMN)=q(
φA+φD
2
-
φB+φC
2
)=
1
2
q(φAB)q+
1
2
q(φD-φC)=
1
2
WAB+
1
2
WDC=3.0×10-9J故A正確B錯誤;
C、由WAB=qUAB=qEd,若電場方向恰好沿AB方向,則d等于AB間的距離,d=1cm,則E=
WAB
qd
=1V/m,若電場方向不沿AB方向,則d<1cm,得到E>1V/m,故C錯誤.
D、由WAB=qUAB得,UAB=
WAB
q
═1V.故D正確.
故選AD.
點評:本題關(guān)鍵抓住M、N的電勢與A、B電勢和D、C電勢的關(guān)系,根據(jù)電場力做功公式求解WMN.運用公式U=Ed時,要正確理解d的含義:d是沿電場方向兩點間的距離.
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在豎直向下的勻強電場中有一絕緣的光滑離心軌道,一個帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止釋放,沿軌道滑下,已知小球的質(zhì)量為m,電量大小為-q,勻強電場的場強大小為E,斜軌道的傾角為α (小球的重力大于所受的電場力).
(1)求小球沿斜軌道下滑的加速度的大;
(2)若使小球通過半徑為R的圓軌道頂端的B點時不落下來,求A點距水平地面的高度h至少應(yīng)為多大?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在豎直向下的勻強電場中有一絕緣的光滑離心軌道,一個帶負電的小球從斜軌道上的A點由靜止釋放,沿軌道滑下,已知小球的質(zhì)量為m=1kg,電量大小為q=6×10-4C,勻強電場的場強大小為E=1×104N/C,斜軌道的傾角為α=30°,圓軌道半徑R=0.8m,(小球的重力大于所受的電場力g=10m/s2).
(1)求小球沿斜軌道下滑的加速度的大。
(2)若使小球通過半徑為R的圓軌道頂端的B點時不落下來,求A點距水平地面的高度h至少應(yīng)為多大?
(3)若小球從斜軌道h=5R 處由靜止釋放,假設(shè)能夠通過B點,求在此過程中小球機械能的改變量.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在豎直向下的勻強電場中有一絕緣的光滑軌道,一個帶負電的小球從斜軌上的A點由靜止釋放,沿軌道滑下,已知小球的質(zhì)量為m,電荷量為-q,勻強電場的場擻大小為E,斜軌道的傾角為a,圓軌跡道半徑為R,小球的重力大于受的電場力.
(1)求小球沿軌道滑下的加速度的大。
(2)若使小球通過圓軌道頂端的B點,求A點距水平地露的高度h1,至少為多大;
(3)若小球從斜軌道h2=5R處由靜止到釋放.假設(shè)其能通過B點.求在此過程中小球機械能的改變量.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,豎直放置的兩平行帶電金屬板間的勻強電場中有一根質(zhì)量為m的均勻絕緣桿,上端可繞軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動,下端固定一個不計重力的點電荷A,帶電量+q.當(dāng)板間電壓為U1時,桿靜止在與豎直方向成θ=45°的位置;若平行板以M、N為軸同時順時針旋轉(zhuǎn)α=15°的角,而仍要桿靜止在原位置上,則板間電壓應(yīng)變?yōu)閁2.求:U1/U2的比值.
某同學(xué)是這樣分析求解的:
兩種情況中,都有力矩平衡的關(guān)系.設(shè)桿長為L,兩板間距為d,當(dāng)平行板旋轉(zhuǎn)后,電場力就由F1=
qU1
d
變?yōu)?span id="ovunmsj" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">F2=
qU2
d
,電場力對軸O的力臂也發(fā)生相應(yīng)的改變,但電場力對軸O的力矩沒有改變.只要列出兩種情況下的力矩平衡方程,就可求解了.
你覺得他的分析是否正確?如果認(rèn)為是正確的,請繼續(xù)解答;如果認(rèn)為有錯誤之處,請說明理由并進行解答.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)一勻強電場的電場強度隨時間變化的圖象如圖所示,勻強電場中有一帶電粒子,在t=0時由靜止釋放,若帶電粒子只受電場力的作用,則在開始運動的4s時間內(nèi),下列說法正確的是( 。
A、在t=2s時,帶電粒子離出發(fā)點最遠B、在t=1.5s時,帶電粒子離出發(fā)點最遠C、帶電粒子將向一個方向運動D、4s末帶電粒子回到原出發(fā)點

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