(1)q在M点受到的电场力。 (2)M点的场强。
(3)试分析M、N两点哪点的电势高,依据什么;q在哪点的电势能大,依据什么。
【解析】(1)F=kN,(2分)
=9.0×109× N=1.0×10-8
方向水平向左。 (2分)
(2)E=k=9×109×方向水平向右。 (2分)
N/C=100 N/C,(2分)
(3)M点电势高。因为顺着电场线方向电势降低。q在N点的电势能大。因为把-q从M移到N的过程中电场力做负功,电势能增加。 (2分) 答案:(1)1.0×10-8 N,方向水平向左 (2)100 N/C,方向水平向右
(3)M点电势高。因为顺着电场线方向电势降低。q在N点的电势能大。因为把-q从M移到N的过程中电场力做负功,电势能增加。
17.(12分)如图所示,水平放置的两平行金属板A、B相距为d,电容为C,开始时两极板均不带电,A板接地且中央有一小孔。现将带电液滴一滴一滴地从小孔正上方h高处无初速地滴下,设每滴液滴的质量为m,电荷量为q,落到B板后把电荷全部传给B板。
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(1)第几滴液滴将在A、B间做匀速直线运动? (2)能够到达B板的液滴不会超过多少滴?
【解析】(1)设第n滴恰在A、B间做匀速直线运动,则这时电容器的带电荷量为(n-1)q,对第n滴液滴,根据它的受力平衡得:qE=mg, (2分)
而E===, (2分)
解得:n=+1。 (2分)
(2)设第n′滴恰好能到达下板,则对第n′滴,考虑它从开始自由下落至恰到达B板的过程,利用动能定理得:
mg(h+d)-q=0, (4分)
解得n′=+1。 (2分)
答案:(1)+1 (2)+1
18.(12分)如图所示,一半径为R的绝缘圆形轨道竖直放置,圆轨道最低点与一条水平轨道相连,轨道都是光滑的。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,场强为E。从水平轨道上的A点由静止释放一质量为m的带正电的小球,为使小球刚好在圆轨道内做圆周运动,求释放点A距圆轨道最低点B的
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距离s。已知小球受到的电场力大小等于小球重力的倍。
【解析】圆弧轨道上,在复合场中“最高点”由电场力和重力的合力提供做圆周运动的向心力,如图:
F合==mg ①(2分)
由此可得tanθ= ②(2分)
由F合= ③(2分)
从A至D,由动能定理得:
qE(s-Rsinθ)-mgR(1+cosθ)=mv2 ④(4分)
联立求解得:s=答案:3.83R
R≈3.83R (2分)
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★祝学习顺利★
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