静电场中的总势能

仅有重力和电场力做功情况下,

Eₖ+Eᴘ重+Eᴘ电=恒量(能量守恒,类机械能守恒)

Eᴘ=Eᴘ重+Eᴘ电(称为总势能)

总势能变化可以分别看Eᴘ重和Eᴘ电具体怎么变化,也可以看动能Eₖ怎么变化。

例:一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示,

静电场中的总势能

电场方向竖直向下若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b

的过程中,能量变化情况为()

A.动能减少

B.电势能增加

C.动能和电势能之和减少

D.重力势能和电势能之和增加

对于D选项,Eₖ+(Eᴘ重+Eᴘ电)=定值,只需要考动能怎么变化,动能是增加的(此运动是类抛体运动),重力势能和电势能之和是减少的。

例:如图甲所示,

静电场中的总势能

两个带正电的小球A、B(可视为点电荷)套在一根倾斜的光滑绝缘直杆上,其中A球固定,电荷量Qᴀ=2.0×10⁻⁴C,B球的质量m=0.1kg。以A为坐标原点,沿杆向上建立直线坐标系,B球的总势能(重力势能与电势能之和)随位置x的变化规律如图乙中曲线I所示,直线Ⅱ为曲线Ⅰ的渐近线。图中M点离A点距离为6m。令A所在平面为参考平面,无穷远处电势为零,重力加速度g取10m/s²,静电力常量k=9.0×10⁹N·m²/C²。下列说法正确的是()

A.杆与水平面的夹角θ=60°

B.B球的电荷量Qʙ=1.0×10⁻³C

C.若B球以4J的初动能从M点沿杆向上运动,到最高点时电势能减小2J

D.若B球从离A球2m处由静止释放,则上运动过程中加速度先减小后增大

E-x图的斜率表示-F合。

静电场中的总势能

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页面更新:2024-06-01

标签:势能   点电荷   渐近线   恒量   电势   正电   电场   电荷   动能   之和   重力   直线   静电   曲线   能量   平面

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