場(chǎng)是一種物質(zhì)存在的形式,我們可以通過(guò)研究物質(zhì)在場(chǎng)中受力情況來(lái)研究場(chǎng)的強(qiáng)弱。如:在研究電場(chǎng)時(shí)我們引入了電場(chǎng)強(qiáng)度描述電場(chǎng)的強(qiáng)弱。
(1)真空中有一點(diǎn)電荷所帶電荷量為+Q,試根據(jù)庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式,推導(dǎo)出距離點(diǎn)電荷+Q為r處的電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式,靜電力常量為k;
(2)地球周圍存在引力場(chǎng),我們可以借鑒研究電場(chǎng)的方法來(lái)研究地球周圍的引力場(chǎng)。為研究方便我們將地球視為質(zhì)量分布均勻的球體,已知地球質(zhì)量為M,引力常量為G。
a.仿照電場(chǎng)強(qiáng)度的定義,試寫出地球外部距離地心r處引力場(chǎng)強(qiáng)“E引”的表達(dá)式;
b.引力場(chǎng)中的物體具有引力勢(shì)能,電場(chǎng)中的電荷具有電勢(shì)能,請(qǐng)說(shuō)明為什么這兩種場(chǎng)可以引入“勢(shì)能”的概念。
【答案】(1)推導(dǎo)出距離點(diǎn)電荷+Q為r處的電場(chǎng)強(qiáng)度的表達(dá)式,過(guò)程詳見解析;
(2)a.仿照電場(chǎng)強(qiáng)度的定義,試寫出地球外部距離地心r處引力場(chǎng)強(qiáng)“E引”的表達(dá)式;
b.引力場(chǎng)中的物體具有引力勢(shì)能,電場(chǎng)中的電荷具有電勢(shì)能,由于這兩種場(chǎng)有一個(gè)共同的特點(diǎn):無(wú)論是電場(chǎng)力還是地球引力做功都與路徑無(wú)關(guān),僅僅與初、末位置有關(guān),從而可以引入僅僅與位置有關(guān)的物理量“勢(shì)能”的概念。
(2)a.仿照電場(chǎng)強(qiáng)度的定義,試寫出地球外部距離地心r處引力場(chǎng)強(qiáng)“E引”的表達(dá)式
E
=
F
q
=
k
Q
r
2
b.引力場(chǎng)中的物體具有引力勢(shì)能,電場(chǎng)中的電荷具有電勢(shì)能,由于這兩種場(chǎng)有一個(gè)共同的特點(diǎn):無(wú)論是電場(chǎng)力還是地球引力做功都與路徑無(wú)關(guān),僅僅與初、末位置有關(guān),從而可以引入僅僅與位置有關(guān)的物理量“勢(shì)能”的概念。
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/9/26 5:0:1組卷:20引用:1難度:0.6
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1.如圖,一絕緣且粗糙程度相同的豎直細(xì)桿與兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷+Q、Q連線的中垂線重合,細(xì)桿和+Q、-Q均固定,A、O、B為細(xì)桿上的三點(diǎn),O為+Q、-Q連線的中點(diǎn),AO=BO.現(xiàn)有電荷量為q、質(zhì)量為m的小球套在桿上,從A點(diǎn)以初速度v0向B滑動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度恰好為0。則可知( )
A.從A到B,小球的電勢(shì)能始終不變,受到的電場(chǎng)力先增大后減小 B.從A到B,小球的加速度先減小后增大 C.小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的速度大小為 v022D.小球從A到O與從O到B,重力的沖量相等 發(fā)布:2024/12/29 21:0:1組卷:381引用:3難度:0.2 -
2.如圖所示,四個(gè)等量異種的點(diǎn)電荷,放在正方形的四個(gè)頂點(diǎn)處。A、B、C、D為正方形四個(gè)邊的中點(diǎn),O為正方形的中心,下列說(shuō)法正確的是( )
A.A、C兩個(gè)點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度方向相反 B.O點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度等于零 C.將一帶正電的試探電荷從B點(diǎn)沿直線移動(dòng)到D點(diǎn),電場(chǎng)力做正功 D.O點(diǎn)的電勢(shì)低于A點(diǎn)的電勢(shì) 發(fā)布:2024/12/29 23:30:1組卷:153引用:2難度:0.5 -
3.如圖所示,真空中固定一正點(diǎn)電荷,圖中實(shí)線為點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中的幾個(gè)等勢(shì)面,虛線是某一帶電粒子通過(guò)該區(qū)域時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡,MN是軌跡上兩點(diǎn)。若帶電粒子只受到電場(chǎng)力作用。可判斷( )
A.粒子帶正電荷 B.帶電粒子在M、N兩點(diǎn)的加速度M點(diǎn)大 C.帶電粒子在M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)能N點(diǎn)大 D.帶電粒子在M、N兩點(diǎn)的速度N點(diǎn)大 發(fā)布:2024/12/29 21:0:1組卷:48引用:3難度:0.6