题目内容
如图所示,为一簇平行线为未知方向的匀强电场的电场线,沿与此平行线成60°角的方向,有1μC的负电荷从 A点沿虚线运动到B点,电场力 做功为2μJ,A、B间距为2cm 求(1)匀强电场的场强的大小
(2)电荷的质量为多少?(g取10m/s2 )
【答案】分析:(1)根据匀强电场中,电场力做功为W=qEd,d是沿电场方向两点间的距离求出电场强度E的大小.根据电场力方向与位移方向的关系判断场强的方向.
(2)由题意得,电荷在电场力与重力共同作用下,从A运动到B,因此两个力的合力沿AB方向,所以根据电场力与夹角由三角函数关系,可求出电荷的质量.
解答:解:
(1)如题中图,

AB两点沿电场方向的距离为d=
?cos60°=1×10-2
又∵UAB=
=
则E=
=200V/m
由于电场力做正功,电场力应沿A→C方向,而电荷带负电,场强方向为C→A方向,如上图.
(2)如图所示,电场力与重力的合力沿水平方向,

由平行四边形定则可得:mg=qEsin60°
所以m=
=
答:(1)匀强电场的场强的大小200v/m
(2)电荷的质量为
×10-5kg.
点评:考查UAB=
、E=
及平行四边形定则,注意公式中的d----是沿着电场力的位移.同时借助于电场力与重力的关系来确定电荷的质量.
(2)由题意得,电荷在电场力与重力共同作用下,从A运动到B,因此两个力的合力沿AB方向,所以根据电场力与夹角由三角函数关系,可求出电荷的质量.
解答:解:
(1)如题中图,
AB两点沿电场方向的距离为d=
又∵UAB=
则E=
由于电场力做正功,电场力应沿A→C方向,而电荷带负电,场强方向为C→A方向,如上图.
(2)如图所示,电场力与重力的合力沿水平方向,
由平行四边形定则可得:mg=qEsin60°
所以m=
答:(1)匀强电场的场强的大小200v/m
(2)电荷的质量为
点评:考查UAB=
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