在光滑、绝缘的水平桌面上有一质量m=0.1kg、电荷量q=+0.001C的带电小球,以初速度v0=2m/s沿桌面做直线运动,其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示.在x=0到x=6m的范围内,下列说法正确的是()A.
来源:学生作业学帮网 编辑:学帮网 时间:2024/06/16 21:31:02
在光滑、绝缘的水平桌面上有一质量m=0.1kg、电荷量q=+0.001C的带电小球,以初速度v0=2m/s沿桌面做直线运动,其电势能Ep随位移x变化的关系如图所示.在x=0到x=6m的范围内,下列说法正确的是()
A.带电小球由x=0运动到x=2m的过程中,电场力做的功为0.2J
B.带电小球由x=2m运动到x=6m,电场力做功为0.2J
C.在x=2m到x=6m的范围内,场强沿x方向的分量大小为200V/m,方向沿+x方向
D.在x=0到x=2m的范围内,场强沿x方向的分量大小为100V/m,方向沿+x方向
问:为什么是匀强电场?不可以受其他力吗?
此题选B
A、0~2m过程中电势能增大,电场力应做负功,A错
B、2m~6m过程中电势能减小,电场力做正功,大小等于电势能的减小量,即0.2J.B正确
C、桌面光滑绝缘,小球受到的合力是沿水平方向的电场力
2m~6m过程中电势能随距离均匀变化,其变化率(斜率)为小球受到的电场力
E=F/q=(0.2/4)/0.001=50V/m
又由于电场力是做正功的,小球带的是正电荷,所以场强沿+x方向分量指向+x
C错误
D、分析方法同C
E=F/q=(0.2/2)/0.001=100V/m
这个过程中电场力做负功,说明电场力方向与运动方向相反,故小球受到向-x的电场力,小球带正电,那么场强沿x方向的分量指向-x方向,D错误.
匀强电场的电势能随距离是均匀变化的,比如平行板电容之间的电场计算电势或者电势差时就是用公式U=Ed,电势能Uq=Eqd,随距离均匀变化.
这个题目就这么点条件,也指明了桌面光滑绝缘,小球不可能再受到其他的力了,无非就是重力,电场力,桌面的支持力.