在电场强度为E=104N/C、方向水平向右的匀强电场中,用一根长l=1m的绝缘细杆(质量不计)固定一个质量为m=0.2kg的电量为q=5×10-6C带正电的小球,细杆可绕轴O在竖直平面内*转动.现将杆从水平位置A轻轻释放,在小球运动到最低点B的过程中,电场力对小球作功多少?A、B两位置的电势差多少?小球的电势能如何变化?小球到达B点时的速度多大?取g=10m/s2.
问题描述:
在电场强度为E=104N/C、方向水平向右的匀强电场中,用一根长l=1m的绝缘细杆(质量不计)固定一个质量为m=0.2kg的电量为q=5×10-6C带正电的小球,细杆可绕轴O在竖直平面内*转动.现将杆从水平位置A轻轻释放,在小球运动到最低点B的过程中,电场力对小球作功多少?A、B两位置的电势差多少?小球的电势能如何变化?小球到达B点时的速度多大?取g=10m/s2.
答
电场力最小球作的功:W=qEL=5×10-6×104×1J=5×10-2J电场力做正功,电势能减少;AB两点间的电势差:U=EL=104×1V=104V根据动能定理得:mgL+qEL=12mvB2-0解得:vB═2(mg+qE)Lm=2×(2+5×10−6×104)0.2m/s=4.5m/s...
答案解析:根据恒力做功的公式求电场力做的功;根据U=Ed求AB两点的电势差;根据动能定理求出小球到达B点的速度.
考试点:匀强电场中电势差和电场强度的关系.
知识点:本题关键掌握电场力做功公式和电势差公式U=Ed,要知道d是两点沿电场方向的距离.