电场力做功(电场力做功机械能守恒么)
在重力场中,重力做功,动能和重力势能在相互转化,转化过程中,总和保持不变,称为机械能守恒。
在静电场中,静电力做功,电势能和动能相互转化,过程中,总和保持不变,称为类机械能守恒(电势能不属于机械能),实为能量守恒。
1.如果只有静电力做功,能量仅在动能和电势能两种之间相互转化,则动能(Ek)和电势能(Ep)的总和不变.
2.如果只有静电力和重力做功的情况下,则重力势能、电势能和动能三种能量之和保持不变.
3.如果只有静电力、重力和弹簧弹力做功的情况下,则重力势能、电势能、弹性势能和动能四种能量之和保持不变.
4.在静电场中,除静电力做功外,还有重力、摩擦力做功,则相互摩擦的系统电势能、重力势能、动能和内能之和保持不变.
5.在静电场中,除静电力做功外,还有重力、摩擦力做功,则相互摩擦的系统电势能、重力势能、动能和内能之和保持不变.
例题:一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示,
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(C)
A.动能减小
B.电势能增加
C.动能和电势能之和减小
D.重力势能和电势能之和增加
例题:如图所示,
虚线1、2、3、4分别表示静电场中的等势面,相邻的等势面之间的电势差是相等的,假设等势面3的电势为0.一带正电的点电荷仅在静电力的作用下从图中a运动到b,经过a等势面的动能是50eV,经过b等势面的动能是26eV,当该点电荷运动到某一位置,其动能是30eV,电势能应为4eV.
【解析】
由于是等差等势面,相邻等势面静电力做功是相等的。
每相邻等势面静电力做功为(26eV-50eV)/3=-8eV,即动能减少8eV。等势面3的动能为34eV,等势面3总能量为34eV 0=34eV。根据能量守恒(类机械能守恒),某一位置,其动能是30eV,电势能应为4eV。
例题:现有一下端固定的竖直绝缘轻质弹簧,如图所示,
匀强电场方向水平向左,带正电的物体沿绝缘的水平板向右做匀变速运动,经A点时,动能为100J,到B点时动能减少了80J,电势能增加了48J,当物体再次回到A点时动能为多少?
【答案】20J
例题:如图所示,
光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P,将另一个带电小物块Q在斜面的某位置由静止释放,它将沿斜面向上运动。设斜面足够长,则在Q向上运动过程中(D)
A.物块Q的动能一直增大
B.物块Q的电势能一直增大
C.物块P、Q的重力势能和电势能之和一直增大
D.物块Q的机械能一直增大
例题:如图所示,
粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O点处有一正点电荷,带负电的小物体以初速度v?从M点沿斜面上滑,到达N点时速度为零,然后下滑回到M点,此时速度为v?(v?<v?).若小物体电荷量保持不变,OM=ON,则(AD)
A.小物体上升的最大高度为(v?2 v?2)/4g
B.从N到M的过程中,小物体的电势能逐渐减小
C.从M到N的过程中,电场力对小物体先做负功后做正功
D.从N到M的过程中,小物体受到的摩擦力和电场力均是先增大后减小
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