高三物理一轮复习专题：电场中的力学问题课件.ppt

电场中的力学问题 研究对象分类 基本粒子 电子 质子 粒子等 重力比电场力小的多 重力可略去不计 带电颗粒 如尘埃 液滴 小球等质量较大 一般重力不能忽略 规律方法引导 1 处理电场中力学问题的原则 力学中所学过的力学规律在电学中全部适用 在对物体进行受力分析时应注意到除重力 弹力 摩擦力外还应考虑到电场力等 2 研究带电体在电场中的运动 与力学中研究物体运动的方法相同 主要物理规律有 牛顿运动定律结合运动学公式 动能定理能量守恒定律 运动的合成和分解 3 研究带电体在非匀强电场中运动 要注意电场分布的对称性 如 场强的大小 方向的对称特点 注意到应用等势线或等势面的特点 例1 如图所示 空中固定电量均为 q的两个等量同种点电荷 两电荷在同一水平线上相距为r mn为两电荷连线的竖直中垂线 一质量为m带负 例题讲解部分 n p q m o 1 带电体在非匀强电场中运动分析 电的小球自mn上某点由静止开始下落 运动到p点时速度大小为v 加速度大小为3g 2 po oq h 求 小球运动到q点时的速度和加速度大小各为多大 2 带电体在匀强电场和重力场的复合场中运动分析 处理方法 正交分解法 等效 重力 法 合力场 例2 如图所示坐标系xoy位于竖直平面内 在该区域内有场强为e 方向沿x轴正方向的匀强电场 一个质量为m 电荷量为q的带正电的微粒 在xoy平面内从原点o以v的速度进入电场 v的方向与x轴正向成370角 已知微粒受的电场力为其重力的3 4 经一段时间后 带电微粒运动到x轴上的p点 求 1 电微粒由原点o运动到点p的时间 2 p点到原点o的距离 o 思考 本题能否用等效重力法解 例3一条长为l的细线上端固定在o点 下端系一个质量为m的小球 将它置于一个很大的匀强电场中 电场强度为e 方向水平向右 已知小球在b点时平衡 细线与竖直线的夹角为 如图所示 求 1 当悬线与竖直方向的夹角为多大时 才能使小球由静止释放后 细线到竖直位置时 小球速度恰好为零 2 当细线与竖直方向成 角时 至少要给小球一个多大的速度 才能使小球做完整的圆周运动 15 两平行金属板间所加电压随时间变化的规律如图所示 大量质量为m 带电量为e的电子由静止开始经电压为u0的电场加速后连续不断地沿两平行金属板间的中线射入 若两板间距恰能使所有电子都能通过 且两极长度使每个电子通过两板均历时3t0 电子所受重力不计 试求 电子通过两板时侧向位移的最大值和最小值 侧向位移最大和最小的电子通过两板后的动能之比 学生练习 1 一个劲度系数为k 由绝缘材料制成的轻弹簧 一端固定 另一端与质量为m 带正电荷电量为q的小球相连 静止在光滑绝缘水平面上 当加上如图所示的场强为e的匀强电场后 小球开始运动 下列说法中正确的是 a 球的速度为零时 弹簧伸长eq k b 球作简谐运动 振幅为eq k c 运动过程中 小球的机械能守恒 d 运动过程中 小球电势能 动能和弹性势能相互转化 b d 2 如图所示 三个质最相等的 分别带正电 负电和不带电的小球 以相同速率在带电平行金属板的p点沿垂直于电场方向射入电场 落在a b c三点 则 a 落到a点的小球带正电 落到b点的小球带负电 落到c点的小球不带电 b 三小球在电场中运动时间相等 c 三小球到达正极板的动能关系是eka ekb ekc d 三小球在电场中的加速度关系是ac ab aa p a v b c d 3 如图所示 半径为r的绝缘光滑网环固定在竖直平面内 环上套有一个质量为m 带正电的珠子 空间存在水平向右的匀强电场 珠子所受的电场力是其重力的3 4倍 将珠子从环上最低位置a点由静止释放 那么珠子所能获得的最大动能是多少 4 如图所示一平行板电容器的板长l 4cm 板间距离d 3cm 倾斜放置 使板面和水平方向的夹角 370 若两板间所加电压u 100v 带电量q 3 10 10c的微粒以v0 0 5m