Question

【题目】如图所示，平行于纸面的匀强电场中有三点A、B、C，其连线构成边长l=2√3cm的等边三角形，现将一电荷量为q1=10﹣8C的正点电荷从A点移到B点，电场力做功为W1=3×10﹣6J，将另一电荷量为q2=﹣10﹣8C的负点电荷从A点移到C点，电荷克服电场力做功为W2=3×10﹣6J，设A点的电势φA=0V．

（1）求B、C两点的电势

（2）求匀强电场的电场强度大小和方向．

【答案】（1）B、C两点的电势均为﹣300V．

（2）104V/m，由A指向D

【解析】试题分析：（1）先根据电势差的定义式U=求AB间的电势差和AC间的电势差，结合电势差等于电势之差，求B、C两点的电势．

（2）BC线为等势线，根据电场线与等势线垂直，确定电场强度的方向．根据匀强电场的电势差与电场强度的关系求出场强的大小．

解：（1）由电势差的定义得：

AB间的电势差为 UAB==V=300V

AC间的电势差为 UAC==V=300V

A点电势为0，故得B点电势 φB=UBA=﹣UAB=﹣300V

C点电势 φC=UCA=﹣UAC=﹣300V

（2）B、C等势，则BC为匀强电场中的一等势面，电场线垂直于等势面，过A作AD垂直于BC，则电场方向为由A指向D，如图所示．

E===104V/m

答：

（1）B、C两点的电势均为﹣300V．

（2）匀强电场的电场强度大小为104V/m，方向由A指向D．

【点评】解决本题的关键掌握电势差的定义式及电势差与电场强度的关系，要注意公式U=Ed中d是两点沿电场线方向上的距离．

【题型】解答题
【结束】
16

【题目】如图所示的xOy坐标系中，y轴右侧空间存在范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于xOy平面向外．Q1、Q2两点的坐标分别为(0，L)、(0，－L)，现有质量为m、电量为＋q的粒子，在P点沿PQ1方向进入磁场，α＝30°，不计粒子重力．

(1)若粒子从点Q1直接通过点Q2，求粒子初速度大小；

(2)若粒子从点Q1直接通过点O，求粒子第一次经过x轴的交点坐标；

(3)若粒子从点Q1直接通过点O，求粒子从P点运动到O点所有的时间

Answer 1

【答案】（1） （2）(L，0)（3）

【解析】(1)由题意画出粒子运动轨迹如图甲所示．

粒子在磁场中做圆周运动的半径大小为R1，由几何关系得：R1cos30°＝L

粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得：qv1B＝m

解得v1＝

(2)由题意画出粒子运动轨迹如图乙所示．

设其与x轴交点为M，横坐标为xM，由几何关系知

2R2cos30°＝L

xM＝2R2sin30°

则M点坐标为(L,0)

（3）由

解得

PQ1=

则粒子从P到Q1的时间

粒子在磁场中运动的时间

粒子从P点运动到O点所有的时间为：t=t1+t2=