题目内容

如图所示,在水平向右场强为E的匀强电场中,有一质量为m、电荷量为q的占由荷从A点由静止释放,仅在由场力的作用下经时间t运动到B点.求.
(1)点电荷从A点运动到B点过程中电场力对点电荷做的功;
(2)A、B两点间的电势差.
分析:本题的关键是对电荷受力分析利用牛顿第二定律求出加速度,然后利用运动学公式和功的计算公式联立求解电场力做的功(或根据动量定理和动能定理联立求解);灵活应用A、B两点间电势差公式
U
 
AB
=
W
 
AB
q
解答:解:(1)设电荷受到的电场力为F,运动的加速度为a,在t时间内运动的距离为s,电场力对电荷做的功为W,则由牛顿第二定律有F=qE=ma①
又s=
1
2
a
t
2
 
②,W=Fs③,联立①②③解得W=
E
2
 
q
2
 
t
2
 
2m

(本题也可以另一种解法:由动量定理有qEt=mv①,W=
1
2
m
v
2
 
②,联立①②可解得得W=
E
2
 
q
2
 
t
2
 
2m
.)
(2)设A、B两点间的电势差为UAB,则
UAB=W/q,将W=
E
2
 
q
2
 
t
2
 
2m
代入可得UAB=
E2q t2
2m

故答案为(1)得
E
2
 
q
2
 
t
2
 
2m
,(2)
E2q t2
2m
点评:(1)求电场力做功的方法有根据功的计算公式W=Fs或根据动能定理W=
△E
 
k
等.(2)注意A、B两点间电势差公式
U
 
AB
=
W
 
AB
q
中各量均带有正负号.
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