求高考强人,帮我解释下四川物理卷上一个小小问题!!!!!!!!

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/14 18:05:00
一根长L=1.5m的光滑绝缘细直杆MN,竖直固定在场强为E=1.0×105N/C、与水平方向成θ=30°角的倾斜向上的匀强电场中。杆的下端M固定一个带电小球A,电荷量Q=+4.5 ×10—6C;另一带电小球B穿在杆上可自由滑动,电荷量q=+1.0×10—6C,质量m=1.0×10—2kg。现将小球B从杆的上端N静止释放,小球B开始运动。(静电力常量k=9.0×109N·m2/C2,取g=10m/s2)

(1)小球B开始运动时的加速度为多大?

(2)小球B的速度最大时,距M端的高度h1为多大?

(3)小球B从N端运动到距M端的高度h2=0.61m时,速度为 =1.0m/s,求此过程中小球B的电势能改变了多少?
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我想问第3问,

答案上给:球B的电势能改变量=-(电场力做功W1+库仑力做功W2)

这是什么道理?能把这个问题详细解释一下吗?谢谢了!
回1L:我怎么不知道有这个定义?
能详细说下定义的原理么?
回3L:这是07年的题。我是安徽的。

若只看第三问,可由能量守恒求解,设小球B的电势能减小了ΔEp,则有:
mg(L-h2)+ΔEp=mV^2/2,
解得:ΔEp=mV^2/2-mg(L-h2)=-0.084J
即小球B的电势能增加了0.084J

总的来说,球在“匀强电场与小球A产生的电场的复合场中,所以球运动时就有一个与之对应的电势能变化”

由功能关系:电场力做多少功就有多少电势能发生转化 ,此处电场力由匀强电场的,也有库仑力的,因而(电场力做功W1+库仑力做功W2)=-球B的电势能改变量

此题要求灵活变换思考问题角度,第三问要求具有较高的解题策略——即库仑力是变力,电场不唯一。但总满足“电场力做多少功就有多少电势能发生转化”。

这个其实是电势能的定义,就像重力势能的改变量为重力做功的相反数一样。

因为这里的电场为匀强电场与小球A产生的电场的叠加,所以B的总电势能就等于与两者相关的电势能的叠加

百度百科的资料:电荷q由电场中某点A移到参考点O,电场力做的功等于q在A点具有的电势能

补充:我不知道中学是怎么定义的,但感觉应该和百度百科里的定义差不多,是用电场做功来弄的。

最重要的是电势能的定义需要满足能量守恒,所以既然场对电荷作了W的功,电荷动能增加W,,那么电势能必然要减少W

你那地震了吗?