题目内容
15．
在如图所示的匀强电场中，有A、B两点，且A、B两点间的距离为x=0.20m，已知AB连线与电场线夹角为θ=60°，今把一电荷量q=-2×10-8C的检验电荷放入该匀强电场中，其受到的电场力的大小为F=4.0×10-4N，方向水平向左．求：（1）电场强度E的大小和方向；
（2）若把该检验电荷从A点移到B点，电势能变化了多少；
（3）若A点为零电势点，电荷量q′=-2×10-8C在B点电势能为多少．
分析 （1）根据场强的定义式E=$\frac{F}{q}$求E的大小．
（2）根据功的公式求出电场力所做的功，从而确定电势能的改变量．
（3）A点电势为零，则电荷在B点的电势能即等于A到B过程电势能的增加量．
解答 解：（1）电场强度E的大小为：E=$\frac{F}{q}$=$\frac{4.0×1{0}^{-4}}{-2×1{0}^{-8}}$=2×104N/C，方向水平向右
（2）检验电荷从A点移到B点电场力做负功为：
WAB=-Fxcosθ=-4.0×10-4×0.2×cos60°J=-4.0×10-5J
由电场力做功与电势能变化关系得，电势能增加了4×10-5J
（3）A点电势为零，则检验电荷在B点电势能为：EPB=4×10-5J
答：（1）电场强度大小为2×104N/C方向水平向右
（2）电势能增加了4×10-5J
（3）电荷量q′=-2×10-8C在B点电势能为4×10-5J
点评 本题主要考查电场的能的性质，要理解电场强度的定义、电势能和电势以及电场力做功和电势能的关系，注意在计算各物理量时应代入符号运算．
练习册系列答案
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6．
如图所示，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ=30°，间距为l．导轨上端接有一平行板电容器，电容为C，在宽度为$\frac{1}{4}$h的两虚线间的导轨上涂有薄绝缘涂层，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直，质量为m的导体棒从h高度处由静止释放，导体棒始终与导轨垂直且仅与涂层间有摩擦，动摩擦因数为$\frac{\sqrt{3}}{3}$，重力加速度为g，所有电阻忽略不计．下列说法正确的是（ ）
如图所示，两条平行导轨所在平面与水平地面的夹角为θ=30°，间距为l．导轨上端接有一平行板电容器，电容为C，在宽度为$\frac{1}{4}$h的两虚线间的导轨上涂有薄绝缘涂层，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向与导轨平面垂直，质量为m的导体棒从h高度处由静止释放，导体棒始终与导轨垂直且仅与涂层间有摩擦，动摩擦因数为$\frac{\sqrt{3}}{3}$，重力加速度为g，所有电阻忽略不计．下列说法正确的是（ ）| A． | 导体棒到达涂层前做加速度减小的加速运动 | |
| B． | 在涂层区导体做匀速运动 | |
| C． | 导体棒到达底端的速度为v=$\sqrt{\frac{7mgh}{4（m+{B}^{2}{l}^{2}C）}}$ | |
| D． | 整个运动过程中产生的焦耳热为mgh |
3．
如图所示，有间距为L的两个水平有界匀强磁场，其宽度也均为L，磁感应强度的大小为B，方向垂直于竖直平面向里．现有一矩形线圈abcd，宽度cd为L、长度ad为2L，质量为m，电阻为r，将其从图示位置（cd边与磁场Ⅰ的上边界重合）由静止释放，已知ab边恰好匀速通过磁场Ⅱ，整个运动过程中线圈始终位于竖直平面内．重力加速度为g，则（ ）
如图所示，有间距为L的两个水平有界匀强磁场，其宽度也均为L，磁感应强度的大小为B，方向垂直于竖直平面向里．现有一矩形线圈abcd，宽度cd为L、长度ad为2L，质量为m，电阻为r，将其从图示位置（cd边与磁场Ⅰ的上边界重合）由静止释放，已知ab边恰好匀速通过磁场Ⅱ，整个运动过程中线圈始终位于竖直平面内．重力加速度为g，则（ ）| A． | 线圈在进入磁场Ⅰ的过程中通过其横截面的电荷量为$\frac{B{L}^{2}}{R}$ | |
| B． | 线圈ab边通过磁场Ⅱ的速度为$\frac{mgR}{{B}^{2}{L}^{2}}$ | |
| C． | 线圈的cd边在两磁场间的无磁场区域运动时其加速度小于g | |
| D． | 线圈通过两磁场产生的热量为4mgL-$\frac{{m}^{3}{g}^{2}{r}^{2}}{2{B}^{4}{L}^{4}}$ |
如图A、B板平行放置，它们中间各有一个正对的小孔，B板接地，A板的电势变化如图所示，最大值为U，板间距离为d．设电子从A中央小孔无初速度的进入电场．假设t=$\frac{T}{4}$周期进入的电子，恰不能到达B板．
7．地球的第一宇宙速度为7.9km/s，某行星的质量是地球质量的6 倍，半径是地球半径的1.5倍，则此行星的第一宇宙速度约为（ ）
| A． | 32km/s | B． | 4km/s | C． | 2km/s | D． | 16 km/s |
5．下列所描述的运动中，可能的有（ ）
| A． | 速度变化方向为正，加速度方向为负 | |
| B． | 速度变化很大，加速度很小 | |
| C． | 速度变化越来越快，加速度越来越小 | |
| D． | 速度越来越大，加速度越来越小 |