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文档简介

专题二恒力作用下的的直线运动 第2讲匀变速直线运动规律在电磁学中的应用 1 两等量同种点电荷的电场中 连线中点的场强为零 从连线中点沿中垂线延伸到无限远 场强先变大后变小 2 两等量异种点电荷的电场中 连线上各点电场强度 以中点场强最小 连线的中垂线为等势线 以无穷远电势为0 中垂线的电势等于0 3 平行板电容器充电后与电源断开 再稍微改变板间距离时 场强不变 4 在匀强电场中 任意两点连线中点的电势等于这两点电势的平均值 5 e u d只适用于匀强电场 式中d为沿电场线方向上两点的距离 6 若带电粒子在有洛伦兹力作用的复合场中做直线运动 此运动一定是匀速直线运动 方法指导 在从题给的条件出发 根据电磁力的特点 认真分析好物体所受的电磁力 包括电场力 安培力 洛伦兹力等 后 匀变速直线运动规律在电磁学中的应用问题就转化为匀变速直线运动规律在力学中的应用问题 后续的解题方法与力学中的物体平衡问题解题方法相同 要注意以下三点 1 正确分析研究对象的受力情况 2 把握不同场对电荷作用的特点与差异 3 认真分析运动的详细过程充分挖掘隐含的有效信息 1 电荷在匀强电场中的匀变速运动问题 图2 2 1 2 电荷在周期性交替变化的恒力作用下的往复运动 例2 如图所示 a b为水平放置的平行金属板 板间距离d为20cm 远小于板的长和宽 在两板之间有一个带负电的质点p 质量为0 1g 已知若在a b间加电压u0 20v 则质点p可以保持静止 现在a b间加上如图乙所示的随时间t变化的电压 u 2u0 在t时质点p位于a b间的中点处 且初速度为零 质点p能 0在a b之间以最大幅度上下运动而又不与两板相碰 并且以后每次经过a b间的中点时速度最大 质点开始从中点上升到最高点 及以后每次从最高点到最低点或从最低点到最高点的过程中 电压只改变一次 g 10m s2 求 1 质点的带电量q 2 质点从a b间的中点第一次上升到最高点的时间t 点评 带电粒子在周期性变化的电场中的运动情况较复杂 解题的关键主要是 分析粒子运动的各个过程的受力情况 运动情况 根据运动情况选择适当的物理规律 如牛顿第二定律 运动学公式等列方程求解 3 电磁导轨中的匀变速运动问题 例3 如图甲所示 一对平行光滑导轨 放在水平面上 两导轨间的距离l 0 20m 电阻r 1 0 有一导体杆静止地放在轨道上 与两轨道垂直 杆及两轨道的电阻均可忽略不计 整个装置处于磁感应强度b 0 50t的匀强磁场中 磁场方向垂直轨道面向下 如 图甲所示 现用一外力f沿轨道方向拉杆 使之做匀加速运动 测得力f与时间t的关系如图乙所示 求杆的质量m和加速度a 点评 本题已知图象要求利用电磁学和力学知识求出相应的物理量 处理本类问题关键是
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