【高三物理专题总结】第5讲 带电粒子在电场中的运动（下）

带电粒子在电场中的 运动 下 带电粒子在电场中的 运动 下 教 师 宋晓垒 爱护环境 从我做起 提倡使用电子讲义 爱护环境 从我做起 提倡使用电子讲义 第 1 页 版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 www J 咨询电话 400 650 7766 第第 5 讲讲 带电粒子在电场中的运动 下 带电粒子在电场中的运动 下 一 知识分析一 知识分析 1 带电粒子在电场和重力场中的常见运动形式 当带电粒子在复合场中所受合外力为零时 所处状态是静止或匀速直线运动状态 当带电粒子所受合外力与初速度方向在同一直线上时 粒子做直线运动 当带电粒子所受外力变化且速度方向不在一条直一上时 粒子做变速曲线运动 2 这部分运动问题的基本思路 利用牛顿定律分析问题 利用运动的合成与分解的知识分析问题 利用功能关系分析问题 二 典型题型二 典型题型 在重力场和电场中运动在重力场和电场中运动 例 1 如图所示 把质量为 2 g 的带负电小球 A 用绝缘细绳悬起 若将带电量为 Q 4 0 10 6C 的带电 小球 B 靠近 A 当两个带电小球在同一高度相距 30 cm 时 则绳与竖直方向成 45 角 试问 1 B 球受到的库仑力多大 2 A 球带电量是多少 例 2 质量为 m 电量为 q 的小球以初速度 v0以与水平方向成 角射出 如图所示 如果在某方向加 上一定大小的匀强电场后 能保证小球仍沿 v0方向做直一运动 试求所加匀强电场的最小值 加了这 个电场后 经多长时间速度变为零 第 2 页 版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 www J 咨询电话 400 650 7766 例 3 如图所示质量为 m 的小球 A 穿在绝缘细杆上 杆的倾角为 小球 A 带正电 电量为 q 在杆 上 B 点处固定一个电量为 Q 的正电荷 将 A 由距 B 竖直高度为 H 处无初速释放 小球 A 下滑过程中 电量不变 不计 A 与细杆间的摩擦 整个装置处在真空中 已知静电力常量 k 和重力加速度 g 1 A 球刚释放时的加速度是多大 2 当 A 球的动能最大时 A 球与 B 点的距离多大 例 4 如图所示 一根长 L 1 5m 的光滑绝缘细直杆 MN 竖直固定在场强为 E 1 0 105N C 与水 平方向成 30 角的倾斜向上的匀强电场中 杆的下端M固定一个带电小球A 电荷量Q 4 5 10 6C 另一带电小球 B 穿在杆上可自由滑动 电荷量 q 1 0 10 6C 质量 m 1 0 10 2kg 现将小球 B 从杆 的上端 N 静止释放 小球 B 开始运动 静电力常量 k 9 0 109N m2 C2 取 g 10 m s2 1 小球 B 开始运动时的加速度为多大 2 小球 B 的速度最大时 距 M 端的高度 h1为多大 3 小球B从N端运动到距M端的高度h2 0 61 m时 速度为v 1 0m s 求此过程中小球 B 的电势能改变了多少 例 5 如图所示 一条长为 L 的细线上端固定 下端拴一个质量为 m 的带电小球 将它置于一方向水 平向右 场强为正的匀强电场中 已知当细线离开竖直位置偏角 时 小球处于平衡状态 1 若使细线的偏角由 增大到 然后将小球由静止释放 则 应为多大 才能使细线到达竖直 位置时小球的速度刚好为零 2 若 角很小 那么 1 问中带电小球由静止释放在到达竖直位置 需多少时间 第 3 页 版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 www J 咨询电话 400 650 7766 例 6 真空中存在空间范围跔大的 水平向右的匀强电场 在电场中 若将一个质量为 m 带正电的 小球由静止释放 运动中小球的速度与竖直方向夹角为 37 取 sin37 0 6 cos37 0 8 现将该小 球从电场中某点以初速度 v0竖直向上抛出 求运动过程中 1 小球受到的电场力的大小及方向 2 小球从抛出点至最高点的电势能变化量 三 针对训练三 针对训练 1 如图所示 质量为 m 的带电小球用绝缘丝线悬挂于 O 点 并处在水平向左的 匀强电场 E 中 小球静止时丝线与竖直方向夹角为 若剪断丝线 则小球的加 速度的大小为 A 0 B g 方向竖直向下 C gtan 水平向右 D g cos 沿绳向下 2 如图所示 一长为 L 的丝线上端固定 下端拴一质量为 m 的带电小球 将 它置于一水平向右的匀强电场 E 中 当细线偏角为 时 小球处于平衡状态 试问 小球的带电荷量 q 多大 3 一粒子质量为 m 带电量为 q 以初速度 v 与水平方向成 45 角射向空间匀强电场区域 粒子恰 作直线运动 求这匀强电场的最小场强的大小 并说明方向 4 如图所示 在范围很大的水平向右的匀强电场中 一个电荷量为 q 的油滴 从 A 点以速度 v 竖直 向上射人电场 已知油滴质量为 m 重力加速度为 g 当油滴到达运动轨迹的最高点时 测得它的速 度大小恰为 v 2 问 1 电场强度 E 为多大 2 A 点至最高点的电势差为多少 第 4 页 版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 www J 咨询电话 400 650 7766 5 如图所示 两块水平放置的平行金属板 M N 相距为 d 组成一个电容为 C 的平行板电容器 M 板接地 板正中央有一个小孔 B 从 B 孔正上方 h 处的 A 点 一滴一滴地由静止滴下质量为 m 电荷 量为 q 的带电油滴 油滴穿过 B 孔后落到 N 板 把全部电荷量传给 N 板 若不计空气阻力及板外电场 问 1 第几滴油滴将在 M N 间作匀速直线运动 2 能到达 N 板的液滴不会超过多少滴 6 在一高为 h 的绝缘光滑水平桌面上 有一个带电量为 q 质量为 m 的带电小球静止 小球到桌子 右边缘的距离为 s 突然在空间中施加一个水平向右的匀强电场 E 且 qE 2 mg 如图所示 求 1 小球经多长时间落地 2 小球落地时的速度 第 5 页 版权所有 北京天地精华教育科技有限公司 www J 咨询电话 400 650 7766 参考答案 参考答案 三 针对训练 三 针对训练 1 D 2 tanmg q E 3 2 mg E q 4