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(2012•崇明县二模)、空间有一匀强电场,电场方向与纸面平行.一带电量为-q的小球(重力不计),在恒定拉力F的作用下沿虚线以速度v0由M匀速运动到N,如图所示.已知力F和MN间夹角为θ
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(1)匀强电场的电场强度大小为多少?并画出过M点的等势线.
(2)MN两点的电势差为多少?
(3)当带电小球到达N点时,撤去外力F,小球能否回到过M点的等势面?若能,回到则此过程小球的动能变化量为多少?
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答案和解析
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(1)根据平衡条件得,小球受到的电场力大小F电=F,方向与F方向相反.则电场强度大小为E=
=
.根据等势线与电场线垂直,画出等势线 如图实线如图所示.
(2)在匀强电场中,MN两点的电势差为U=Ed=
Lcosθ
(3)小球到达N点后,速度方向水平向右,电场力方向斜向左下方,小球做类斜上抛运动,能回到过M点的等势面.
根据能量守恒定律得,小球的动能变化量得,Ek=FLcosθ.
答:
(1)匀强电场的电场强度大小为
.过M点的等势线如图实线.
(2)MN两点的电势差为
Lcosθ.
(3)当带电小球到达N点时,撤去外力F,小球能回到过M点的等势面,此过程小球的动能变化量为FLcosθ.
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/3c6d55fbb2fb4316587bb0cb23a4462309f7d31f.jpg)
(1)根据平衡条件得,小球受到的电场力大小F电=F,方向与F方向相反.则电场强度大小为E=
F电 |
q |
F |
q |
(2)在匀强电场中,MN两点的电势差为U=Ed=
F |
q |
(3)小球到达N点后,速度方向水平向右,电场力方向斜向左下方,小球做类斜上抛运动,能回到过M点的等势面.
根据能量守恒定律得,小球的动能变化量得,Ek=FLcosθ.
答:
(1)匀强电场的电场强度大小为
F |
q |
(2)MN两点的电势差为
F |
q |
(3)当带电小球到达N点时,撤去外力F,小球能回到过M点的等势面,此过程小球的动能变化量为FLcosθ.
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