电场中的圆周运动.doc

电场中的圆周运动一、带电粒子在电场中的偏转（重点知识回顾）设带电粒子质量为m，带电荷量为q，以速度v0垂直于电场线方向射入匀强偏转电场，偏转电压为U，两极板间距为d，若粒子飞离偏转电场时的偏距为y，偏转角为，求：速度的偏转角的tan ，侧位移y，电荷飞出电场时的动能EK(1)方法一：用运动的分解tan y EK= （2）方法二：动能定理求EK二、怎样求带电粒子在电场中的圆周运动？练习：1、如图所示，一条长为l的细线，上端固定，下端拴一质量为m的带电小球，将它置于一匀强电场中，电场强度大小为E，方向是水平的，已知当细线离开竖直位置的偏角为时，小球处于平衡（1）小球带何种电荷？求出小球所带电量（2）如果使细线的偏角由增大到j，然后将小球由静止开始释放，则j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、如图，半径为R的光滑圆环，竖直置于场强为E的水平方向的匀强电场中，今有质量为m，带电量为+q的空心小球穿在环上，求当小球由顶点A从静止开始下滑到与圆心O等高的位置B时，小球对环的压力？.N=2mg+3qE 方向水平向右3、如图所示,质量为m,带电量为q(q0)的小球,用一长为L的绝缘细线系于一足够大的匀强电场中的O点,电场方向竖直向下,电场强度为E ,为使带电小球能在竖直面内绕O点作完整的圆周运动,求：（1）在最低点时施给小球水平初速度v0至少是多少？（2）小球在运动中细线受到的最大拉力是多少？（3）小球从B点运动到A点的过程中电势能和机械能的改变量。4、如图所示，在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑轨道，一个带负电的小球从斜轨道上的A点由静止释放，沿轨道下滑，已知小球的质量为m、电荷量为q，匀强电场的场强大小为E，斜轨道的倾角为(小球的重力大于其所受的电场力)(1)求小球沿斜轨道下滑的加速度的大小；(2)若使小球通过圆轨道顶端的B点，A点距水平地面的高度h至少应为多大？(3)若小球从斜轨道h5R处由静止释放，假设其能够通过B点，求在此过程中小球机械能的改变量。5、如图所示，BCDG是光滑绝缘的圆形轨道，位于竖直平面内，轨道半径为R，下端与水平绝缘轨道在B点平滑连接，整个轨道处在水平向左的匀强电场中现有一质量为m、带正电的小滑块(可视为质点)置于水平轨道上，滑块受到的电场力大小为mg，滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为g.(1)若滑块从水平轨道上距离B点x3R的A点由静止释放，滑块到达与圆心O等高的C点时速度为多大？(2)在(1)的情况下，求滑块到达C点时受到轨道的作用力大小6、如图所示，在E103 V/m的竖直匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN在N点平滑相接，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径R40 cm，N为半圆形轨道最低点，P为QN圆弧的中点，一带负电q104 C的小滑块质量m10 g，与水平轨道间的动摩擦因数0.15，位于N点右侧1.5 m的M处，g取10 m/s2，求：(1)要使小滑块恰能运动到圆轨道的最高点Q，则小滑块应以多大的初速度v0向左运动？(2)这样运动的小滑块通过N点时对轨道的压力是多大？(3) 小滑块通过N点时对轨道的压力是多大？7、在水平向右的电场强度为E的匀强电场中，有一质量为m、带正电的小球，用长为l的绝缘细线悬挂于O点，当小球静止时细线与竖直方向夹角为现给小球一个垂直于悬线的初速度，使小球恰能在竖直平面内做圆周运动，试问：(1)小球带电量q为多少？(2)小球在做圆周运动的过程中，在哪一位置速度最小？速度最小值多大？(3)小球在B点的初速度多大？高考真题体验：8、(2013全国卷)如图，匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道，轨道平面与电场方向平行。a、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行。一电荷量为q(q0)的质点沿轨道内侧运动。经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb。不计重力，求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能。9、(2013浙江理综)“电子能量分析器”主要由处于真空中的电子偏转器和探测板组成。偏转器是由两个相互绝缘、半径分别为RA和RB的同心金属半球面A和B构成，A、B为电势值不等的等势面，其过球心的截面如图所示。一束电荷量为e、质量为m的电子以不同的动能从偏转器左端M板正中间小孔垂直入射，进入偏转电场区域，最后到达偏转器右端的探测板N，其中动能为Ek0的电子沿等势面C做匀速圆周运动到达N板的正中间。忽略电场的边缘效应。(1)判断半球面A、B的电势高低，并说明理由；(2)求等势面C所在处电场强度E的