如圖1所示,水平光滑絕緣軌道MN處于水平向右的勻強(qiáng)電場中,一個質(zhì)量為m、電荷量為+q的滑塊(可視為質(zhì)點),從軌道上的A點由靜止釋放,滑塊在靜電力作用下向右做勻加速直線運動,當(dāng)?shù)竭_(dá)B點時速度為v。設(shè)滑塊在運動過程中,電荷量始終保持不變。
(1)求滑塊從A點運動到B點的過程中,靜電力所做的功W;
(2)若規(guī)定A點電勢為φA,求滑塊運動到B點時的電勢能EpB。
(3)某同學(xué)把上述靜電場的電場線分布畫成如圖2所示:電場的方向均水平向右,電場線上疏下密。這種分布的靜電場是否可能存在?試述理由。
【答案】(1)滑塊從A點運動到B點的過程中,靜電力所做的功W為;
(2)滑塊運動到B點時的電勢能EpB為qφA-;
(3)這種分布的靜電場不可能存在。因為在靜電場中電荷沿任意閉合路徑一周靜電力做的功等于0,但在這種電場中,電荷可以沿某一閉合路徑移動一周而靜電力做功不為0。
1
2
m
v
2
(2)滑塊運動到B點時的電勢能EpB為qφA-
1
2
m
v
2
(3)這種分布的靜電場不可能存在。因為在靜電場中電荷沿任意閉合路徑一周靜電力做的功等于0,但在這種電場中,電荷可以沿某一閉合路徑移動一周而靜電力做功不為0。
【解答】
【點評】
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