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高中物理学习材料 (马鸣风萧萧**整理制作)
参考答案
【例4】将一个电荷量为-2×109 C的点电荷从电场中的N点移到M点,需克服电场力做功14×109 J,N、M两点间的电势差UNM为多少?若将该电荷从M移到N,电场力做什么功?UMN为多少?
[思路点拨] 求解 N、M两点间的电势差UNM 既可以分别求出N、M两点的电势,然
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后用UNM=求解,若可求出电荷从电场中的N点移到M点电场力所做的功WNM,
WNM
也可以用公式UNM=求解。
q
WNM
解析:根据公式UNM= q-14×109
UNM=- V=7 V
-2×109
若将该电荷由M移到N,电场力做正功 WMN=14×109 J,UMN=-7 V。 答案:7 V 正功 -7 V [思维总结]
公式UAB=WAB/q对于匀强和非匀强电场都适用,注意WAB为将电荷从A点移到B点电场力对电荷做的功,可以为正值,也可以为负值;公式中q为正电荷时用正值代入,q为负电荷时用负值代入。 变式训练4-1:
有一个带电荷量q=-3×106 C的点电荷,从某电场中的A点移到B点,电荷克服静电场力做6×104 J的功,从B点移到C点,电场力对电荷做9×104 J的功,问:
(1)A、B,B、C,C、A,间电势差各为多少?
(2)若以B点电势为零,则A、C两点的电势各为多少?
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解析:(1)电荷由A移向B克服静电力做功,即静电力做负功, WAB=-6×104 J
WAB-6×104
UAB==- V=200 V q-3×106WBC9×104UBC==- V=-300 V q-3×106UCA=UCB+UBA=-UBC+(-UAB) =300 V-200 V=100 V。
(2)若φB=0,由UAB=φA-φB得φA=UAB=200 V 由UBC=φB-φC
得φC=φB-UBC=0-(-300) V=300 V 答案:(1)200 V -300 V 100 V (2)200 V 300 V
变式训练4-2:
一个带正电的质点,电荷量q=2.0×109 C,在静电场中由a点移到b点,在这个过程中,除电场力做功外,其他力做的功为6.0×105 J,质点的动能增加了8.0×105 J,则a、b两点间的电势差Uab为( )
A.3×104 V C.4×104 V
B.1×104 V D.7×104 V
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[思路点拨] 电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的增量,利用动能定理即可求解。
解析:设电场力做功为Wab,则Wab=q·Uab……①,由动能定理得Wab+W其他力=ΔEk……Wab---
②,解②式得Wab=ΔEk-W其他力=8.0×105 J-6.0×105 J=2.0×105 J,由①式得Uab=
q2.0×105
4
=-9V=1×10 V。故选B。 2.0×10
答案:B
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启迪训练2
【夯实基础】
1.下列说法中正确的是( )
A.沿电场线的指向,场强一定越来越小 B.沿电场线的指向,电势一定越来越低 C.沿电场线方向移动电荷,电势能逐渐减小
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D.在电场力作用下,正电荷一定从电势高处向电势低处移动
解析:沿电场线方向,电势降低;沿电场线方向移动正电荷,电场力做正功电势能减小;在电场力作用下,正电荷不一定从电势高的地方向电势低的地方移动,与其初速度的方向有关。
答案:B
2.在静电场中,关于场强和电势的说法中正确的是( ) A.电场强度大的地方电势一定高 B.电势为零的地方场强也一定为零 C.场强为零的地方电势也一定为零 D.场强大小相同的点电势不一定相同
解析:电场强度和电势没有必然联系,场强大的地方电势不一定高,电势高处的电场强度也不一定大。故选项D正确。
答案:D
3.如图2-2-9所示,在矩形AB CD的AD边和BC边中点M和N各放一个电荷,它们带等量正、负电荷。E、F分别是AB边和CD边中点,P、Q两点在MN连线上,MP=QN,则电场强度和电势都相同的两点是( )
图2-2-9
A.E和F C.A和B
B.P和Q D.C和D
解析:由等量异种电荷的规律特点知E、F两点的电场强度和电势都相同;P、Q两点的电场强度相同,但P点的电势比Q点的高;A、B两点的电场强度的大小相等,但方向不同,A点的电势为正,B点的电势为负,A点的电势高于B点;C、D两点情况与A、B两
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