
(22-23高二上·北京西城·期中)静电场有很多性质,其中之一就是电场力做功只与电荷运动的初末位置有关,与运动的路径无关。
(1)如图1所示,电子以初速度沿平行于板面的方向从A点射入偏转电场,并从另一侧的C点射出。已知电子质量为m,电荷量为e。偏转电场可以看作匀强电场,极板间电压为U,极板长度为L,板间距为d。忽略电子所受重力,求电子通过偏转电场的过程中,沿垂直板面方向偏移的距离y和电场力对电子所做的功W;
(2)某同学认为在两个带电导体之间可以存在如图2所示的静电场,它的电场线相互平行,但间距不等。请你结合静电场的基本性质,判断这种电场是否存在,并分析论证;
(3)大质量的物体在空间会激发类似于电场的引力场,引力场的“场强”大小可用置入其中的检验物体所受引力与其质量的比值表示,即;引力场的引力势可用置入其中的检验物体的引力势能与其质量的比值表示,即
。半径为R的匀质球体在空间产生关于球对称的引力场,“场强”大小沿半径的分布如图3所示,图中
已知,
曲线下由O至R部分的面积等于由R至2R部分的面积,引力常量为G。
①用基本单位导出引力场“场强”和引力势的单位;
②该匀质球体的质量M为多大;
③求球心与球表面间的引力势之差;
④质量为m的小物块在球面处需具有多大的径向速度才可以刚好运动到2R处?
【答案】(1),
;(2)不存在,见解析;(3)①m/s2,
;②
;③
;④
【知识点】带电粒子在匀强电场中做类抛体运动的相关计算
该题有详细解析可以查阅
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