2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 靜電場(chǎng) 專題強(qiáng)化九 帶電粒子（帶電體）在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題課件.ppt

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專題強(qiáng)化九帶電粒子 帶電體 在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題 第七章靜電場(chǎng) 專題解讀 1 本專題是動(dòng)力學(xué)和能量觀點(diǎn)在帶電粒子 帶電體 在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合運(yùn)用 高考常以計(jì)算題出現(xiàn) 2 學(xué)好本專題 可以加深對(duì)動(dòng)力學(xué)和能量知識(shí)的理解 能靈活應(yīng)用受力分析 運(yùn)動(dòng)分析特別是曲線運(yùn)動(dòng) 平拋運(yùn)動(dòng) 圓周運(yùn)動(dòng) 的方法與技巧 熟練應(yīng)用能量觀點(diǎn)解題 3 用到的知識(shí) 受力分析 運(yùn)動(dòng)分析 能量觀點(diǎn) 內(nèi)容索引 命題點(diǎn)一示波管的工作原理 命題點(diǎn)二帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 課時(shí)作業(yè) 命題點(diǎn)三電場(chǎng)中的力電綜合問(wèn)題 1 命題點(diǎn)一示波管的工作原理 1 如果在偏轉(zhuǎn)電極XX 和YY 之間都沒(méi)有加電壓 則電子槍射出的電子束沿直線運(yùn)動(dòng) 打在熒光屏中心 在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑 2 YY 上加的是待顯示的信號(hào)電壓 XX 上是機(jī)器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓 叫做掃描電壓 若所加掃描電壓和信號(hào)電壓的周期相同 就可以在熒光屏上得到待測(cè)信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)隨時(shí)間變化的穩(wěn)定圖象 如圖 例1 如圖所示為一真空示波管的示意圖 電子從燈絲K發(fā)出 初速度可忽略不計(jì) 經(jīng)燈絲與A板間的電壓U1加速 從A板中心孔沿中心線KO射出 然后進(jìn)入兩塊平行金屬板M N形成的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中 偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng) 電子進(jìn)入M N間電場(chǎng)時(shí)的速度與電場(chǎng)方向垂直 電子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)后打在熒光屏上的P點(diǎn) 已知M N兩板間的電壓為U2 兩板間的距離為d 板長(zhǎng)為L(zhǎng) 電子的質(zhì)量為m 電荷量為e 不計(jì)電子受到的重力及它們之間的相互作用力 2 求電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)的側(cè)移量 答案 答案 1 求電子穿過(guò)A板時(shí)速度的大小 解析 分析 減小加速電壓U1 增大偏轉(zhuǎn)電壓U2 3 若要使電子打在熒光屏上P點(diǎn)的上方 可采取哪些措施 減小U1或增大U2 答案 解析 1 多選 示波管是示波器的核心部件 它由電子槍 偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成 如圖所示 如果在熒光屏上P點(diǎn)出現(xiàn)亮斑 那么示波管中的A 極板X應(yīng)帶正電B 極板X 應(yīng)帶正電C 極板Y應(yīng)帶正電D 極板Y 應(yīng)帶正電 答案 分析 發(fā)射電子 帶負(fù)電 2 圖 a 為示波管的原理圖 如果在電極YY 之間所加的電壓按圖 b 所示的規(guī)律變化 在電極XX 之間所加的電壓按圖 c 所示的規(guī)律變化 則在熒光屏上會(huì)看到圖形是 答案 a 2 命題點(diǎn)二帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 1 常見(jiàn)的交變電場(chǎng)常見(jiàn)的產(chǎn)生交變電場(chǎng)的電壓波形有方形波 鋸齒波 正弦波等 2 常見(jiàn)的題目類型 1 粒子做單向直線運(yùn)動(dòng) 一般用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解 2 粒子做往返運(yùn)動(dòng) 一般分段研究 3 粒子做偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 一般根據(jù)交變電場(chǎng)特點(diǎn)分段研究 3 思維方法 1 注重全面分析 分析受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律 抓住粒子的運(yùn)動(dòng)具有周期性和在空間上具有對(duì)稱性的特征 求解粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度 位移 做功或確定與物理過(guò)程相關(guān)的邊界條件 2 分析時(shí)從兩條思路出發(fā) 一是力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 根據(jù)牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律分析 二是功能關(guān)系 3 注意對(duì)稱性和周期性變化關(guān)系的應(yīng)用 如圖 a 所示 兩平行正對(duì)的金屬板A B間加有如圖 b 所示的交變電壓 一重力可忽略不計(jì)的帶正電粒子被固定在兩板的正中間P處 若在t0時(shí)刻釋放該粒子 粒子會(huì)時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng) 時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng) 并最終打在A板上 則t0可能屬于的時(shí)間段是 例2 答案 解析 設(shè)粒子的速度方向 位移方向向右為正 依題意知 粒子的速度方向時(shí)而為正 時(shí)而為負(fù) 最終打在A板上時(shí)位移為負(fù) 速度方向?yàn)樨?fù) 分別作出t0 0 時(shí)粒子運(yùn)動(dòng)的速度圖象 如圖所示 由于速度圖線與時(shí)間軸所圍面積表示粒子通過(guò)的位移 則由圖象知 時(shí)粒子在一個(gè)周期內(nèi)的總位移大于零 在一個(gè)周期內(nèi)的總位移小于零 t0 T時(shí)情況類似 因粒子最終打在A板上 則要求粒子在每個(gè)周期內(nèi)的總位移應(yīng)小于零 對(duì)照各項(xiàng)可知B正確 因電場(chǎng)隨時(shí)間變化 交變電場(chǎng)中帶電粒子所受到電場(chǎng)力出現(xiàn)周期性變化 導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)過(guò)程出現(xiàn)多個(gè)階段 分段分析是常見(jiàn)的解題思路 若要分析運(yùn)動(dòng)的每個(gè)細(xì)節(jié) 一般采用牛頓運(yùn)動(dòng)定律的觀點(diǎn)分析 借助速度圖象能更全面直觀地把握運(yùn)動(dòng)過(guò)程 處理起來(lái)比較方便 3 多選 2015 山東理綜 20 如圖甲 兩水平金屬板間距為d 板間電場(chǎng)強(qiáng)度的變化規(guī)律如圖乙所示 t 0時(shí)刻 質(zhì)量為m的帶電微粒以初速度v0沿中線射入兩板間 0 時(shí)間內(nèi)微粒勻速運(yùn)動(dòng) T時(shí)刻微粒恰好經(jīng)金屬板邊緣飛出 微粒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中未與金屬板接觸 重力加速度的大小為g 關(guān)于微粒在0 T時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的描述 正確的是A 末速度大小為v0B 末速度沿水平方向C 重力勢(shì)能減少了mgdD 克服電場(chǎng)力做功為mgd 答案 解析 抵消重力影響 分析 4 如圖甲所示 A和B是真空中正對(duì)面積很大的平行金屬板 O是一個(gè)可以連續(xù)產(chǎn)生粒子的粒子源 O到A B的距離都是l 現(xiàn)在A B之間加上電壓 電壓UAB隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示 已知粒子源在交變電壓的一個(gè)周期內(nèi)可以均勻產(chǎn)生300個(gè)粒子 粒子質(zhì)量為m 電荷量為 q 這種粒子產(chǎn)生后 在電場(chǎng)力作用下從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 設(shè)粒子一旦碰到金屬板 它就附在金屬板上不再運(yùn)動(dòng) 且電荷量同時(shí)消失 不影響A B板電勢(shì) 不計(jì)粒子的重力 不考慮粒子之間的相互作用力 已知上述物理量l 0 6m U0 1 2 103V T 1 2 10 2s m 5 10 10kg q 1 0 10 7C 1 在t 0時(shí)刻產(chǎn)生的粒子 會(huì)在什么時(shí)刻到達(dá)哪個(gè)極板 根據(jù)圖乙可知 從t 0時(shí)刻開(kāi)始 A板電勢(shì)高于B板電勢(shì) 粒子向A板運(yùn)動(dòng) 所以粒子從t 0時(shí)刻開(kāi)始 一直加速到達(dá)A板 設(shè)粒子到達(dá)A板的時(shí)間為t 答案 解析 2 在t 0到t 這段時(shí)間內(nèi)哪個(gè)時(shí)刻產(chǎn)生的粒子剛好不能到達(dá)A板 4 10 3s 答案 解析 3 在t 0到t 這段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的粒子有多少個(gè)可到達(dá)A板 100個(gè) 答案 解析 3 命題點(diǎn)三電場(chǎng)中的力電綜合問(wèn)題 1 動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn) 1 由于勻強(qiáng)電場(chǎng)中帶電粒子所受電場(chǎng)力和重力都是恒力 可用正交分解法 2 綜合運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式 注意受力分析要全面 特別注意重力是否需要考慮的問(wèn)題 2 能量的觀點(diǎn) 1 運(yùn)用動(dòng)能定理 注意過(guò)程分析要全面 準(zhǔn)確求出過(guò)程中的所有力做的功 判斷選用分過(guò)程還是全過(guò)程使用動(dòng)能定理 2 運(yùn)用能量守恒定律 注意題目中有哪些形式的能量出現(xiàn) 如圖所示 在E 103V m的豎直勻強(qiáng)電場(chǎng)中 有一光滑半圓形絕緣軌道QPN與一水平絕緣軌道MN在N點(diǎn)平滑相接 半圓形軌道平面與電場(chǎng)線平行 其半徑R 40cm N為半圓形軌道最低點(diǎn) P為QN圓弧的中點(diǎn) 一帶負(fù)電q 10 4C的小滑塊質(zhì)量m 10g 與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 15 位于N點(diǎn)右側(cè)1 5m的M處 g取10m s2 求 1 要使小滑塊恰能運(yùn)動(dòng)到半圓形軌道的最高點(diǎn)Q 則小滑塊應(yīng)以多大的初速度v0向左運(yùn)動(dòng) 2 這樣運(yùn)動(dòng)的小滑塊通過(guò)P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力是多大 例3 答案 解析 分析 7m s 答案 0 6N 1 設(shè)小滑塊到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)速度為v mg qE m小滑塊從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至到達(dá)Q點(diǎn)過(guò)程中 聯(lián)立方程組 解得 v0 7m s 2 設(shè)小滑塊到達(dá)P點(diǎn)時(shí)速度為v 則從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至到達(dá)P點(diǎn)過(guò)程中 又在P點(diǎn)時(shí) FN m代入數(shù)據(jù) 解得 FN 0 6N由牛頓第三定律得 小滑塊通過(guò)P點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力FN FN 0 6N 5 多選 在電場(chǎng)方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中 一帶電小球從A點(diǎn)豎直向上拋出 其運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示 小球運(yùn)動(dòng)的軌跡上A B兩點(diǎn)在同一水平線上 M為軌跡的最高點(diǎn) 小球拋出時(shí)的動(dòng)能為8J 在M點(diǎn)的動(dòng)能為6J 不計(jì)空氣的阻力 則下列判斷正確的是A 小球水平位移x1與x2的比值為1 3B 小球水平位移x1與x2的比值為1 4C 小球落到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為32JD 小球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中最小動(dòng)能為6J 答案 解析 小球在水平方向做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng) 小球在豎直方向上升和下落的時(shí)間相同 由勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移與時(shí)間的關(guān)系可知水平位移x1 x2 1 3 選項(xiàng)A正確 選項(xiàng)B錯(cuò)誤 由題意知 小球受到的合外力為重力與電場(chǎng)力的合力 為恒力 小球在A點(diǎn)時(shí) F合與速度之間的夾角為鈍角 小球在M點(diǎn)時(shí) 速度與F合之間的夾角為銳角 即F合對(duì)小球先做負(fù)功再做正功 由動(dòng)能定理知 小球從A到M過(guò)程中 動(dòng)能先減小后增大 小球從M到B的過(guò)程中 合外力一直做正功 動(dòng)能一直增大 故小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中最小動(dòng)能一定小于6J 選項(xiàng)D錯(cuò)誤 6 如圖所示 在傾角 37 的絕緣斜面所在空間存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng) 場(chǎng)強(qiáng)E 4 103N C 在斜面底端有一與斜面垂直的絕緣彈性擋板 質(zhì)量m 0 2kg的帶電滑塊從斜面頂端由靜止開(kāi)始滑下 滑到斜面底端以與擋板相碰前的速率返回 已知斜面的高度h 0 24m 滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù) 0 3 滑塊帶電荷量q 5 0 10 4C 取重力加速度g 10m s2 sin37 0 6 cos37 0 8 求 1 滑塊從斜面最高點(diǎn)滑到斜面底端時(shí)的速度大小 答案 解析 2 4m s 滑塊沿斜面滑下的過(guò)程中 Ff mg qE cos37 0 96N設(shè)到達(dá)斜面底端時(shí)的速度為v 2 滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的總路程s和系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q 答案 解析 1m0 96J 滑塊最終將靜止在斜面底端 mg qE h Ffs解得滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)的總路程 s 1mQ Ffs 0 96J 課時(shí)作業(yè) 4 1 多選 示波管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖甲所示 如果偏轉(zhuǎn)電極XX YY 之間都沒(méi)有加電壓 電子束將打在熒光屏中心 如果在偏轉(zhuǎn)電極XX 之間和YY 之間加上圖丙所示的幾種電壓 熒光屏上可能會(huì)出現(xiàn)圖乙中 a b 所示的兩種波形 則 甲 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A 若XX 和YY 分別加電壓 3 和 1 熒光屏上可以出現(xiàn)圖乙中 a 所示波形B 若XX 和YY 分別加電壓 4 和 1 熒光屏上可以出現(xiàn)圖乙中 a 所示波形C 若XX 和YY 分別加電壓 3 和 2 熒光屏上可以出現(xiàn)圖乙中 b 所示波形D 若XX 和YY 分別加電壓 4 和 2 熒光屏上可以出現(xiàn)圖乙中 b 所示波形 要使熒光屏上出現(xiàn)圖乙中 a 所示波形 XX 加掃描電壓 3 YY 加正弦電壓 1 則A正確 要使熒光屏上出現(xiàn)圖乙中 b 所示波形 XX 加掃描電壓 3 YY 加方波電壓 2 則C正確 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 如圖是示波管的原理圖 它由電子槍 偏轉(zhuǎn)電極 XX 和YY 熒光屏組成 管內(nèi)抽成真空 給電子槍通電后 如果在偏轉(zhuǎn)電極XX 和YY 上都沒(méi)有加電壓 電子束將打在熒光屏的中心O點(diǎn) 1 帶電粒子在 區(qū)域是加速的 在 區(qū)域是偏轉(zhuǎn)的 2 若UYY 0 UXX 0 則粒子向 板偏移 若UYY 0 UXX 0 則粒子向 板偏移 答案 X Y 1 2 3 4 5 6 7 8 9 3 將如圖所示的交變電壓加在平行板電容器A B兩板上 開(kāi)始B板電勢(shì)比A板電勢(shì)高 這時(shí)有一個(gè)原來(lái)靜止的電子正處在兩板的中間 它在電場(chǎng)力作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 設(shè)A B兩極板間的距離足夠大 下列說(shuō)法正確的是A 電子一直向著A板運(yùn)動(dòng)B 電子一直向著B(niǎo)板運(yùn)動(dòng)C 電子先向A板運(yùn)動(dòng) 然后返回向B板運(yùn)動(dòng) 之后在A B兩板間做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)D 電子先向B板運(yùn)動(dòng) 然后返回向A板運(yùn)動(dòng) 之后在A B兩板間做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng) 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4 一電荷量為q q 0 質(zhì)量為m的帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)的作用下 在t 0時(shí)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 場(chǎng)強(qiáng)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示 不計(jì)重力 求在t 0到t T的時(shí)間間隔內(nèi) 1 粒子位移的大小和方向 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 帶電粒子在時(shí)間間隔內(nèi)做勻變速運(yùn)動(dòng) 設(shè)加速度分別為a1 a2 a3 a4 由牛頓第二定律得 1 2 3 4 5 6 7 8 9 由此得帶電粒子在0 T時(shí)間間隔內(nèi)運(yùn)動(dòng)的加速度 時(shí)間圖象如圖 a 所示 對(duì)應(yīng)的速度 時(shí)間圖象如圖 b 所示 其中 1 2 3 4 5 6 7 8 9 方向沿初始電場(chǎng)的正方向 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 粒子沿初始電場(chǎng)反方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 5 如圖甲所示 兩平行金屬板間距為d 加上如圖乙所示的電壓 電壓的最大值為U0 周期為T(mén) 現(xiàn)有一離子束 其中每個(gè)離子的質(zhì)量為m 電荷量為 q 從與兩板等距處沿著與板平行的方向連續(xù)地射入兩板間的電場(chǎng)中 設(shè)離子通過(guò)平行板所需的時(shí)間恰好為T(mén) 與電壓變化周期相同 且所有離子都能通過(guò)兩板間的空間打在右端的熒光屏上 求離子擊中熒光屏上的位置的范圍 不計(jì)離子重力 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 各個(gè)離子在板間電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí) 水平方向上都做勻速直線運(yùn)動(dòng) 所以每個(gè)離子經(jīng)過(guò)電場(chǎng)所需的時(shí)間都是T 但由于不同的離子進(jìn)入電場(chǎng)的時(shí)刻不同 兩板間的電壓的變化情況不同 因此它們的側(cè)向位移也會(huì)不同 如果離子在t 0 T 2T 時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng) 則離子先在兩板間做類平拋運(yùn)動(dòng) 側(cè)向位移為y1 然后做勻速直線運(yùn)動(dòng) 側(cè)向位移為y2 如圖甲所示 這些離子在離開(kāi)電場(chǎng)時(shí) 其側(cè)向位移有最大值ymax 甲 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 如果離子不是在上述兩種時(shí)刻進(jìn)入電場(chǎng) 那么離子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的側(cè)向位移在ymin與ymax之間 1 2 3 4 5 6 7 8 9 6 如圖所示為靜電力演示儀 兩金屬極板分別固定于絕緣支架上 且正對(duì)平行放置 工作時(shí)兩板分別接高壓直流電源的正負(fù)極 表面鍍鋁的乒乓球用絕緣細(xì)線懸掛在兩金屬板中間 則A 乒乓球的左側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷B 乒乓球受到擾動(dòng)后 會(huì)被吸在左極板上C 乒乓球共受到電場(chǎng)力 重力和庫(kù)侖力三個(gè)力的作用D 用絕緣棒將乒乓球撥到與右極板接觸 放開(kāi)后乒乓球會(huì)在兩極板間來(lái)回碰撞 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 兩極板間電場(chǎng)由正極板指向負(fù)極板 鍍鋁乒乓球內(nèi)電子向正極板一側(cè)聚集 故乒乓球的右側(cè)感應(yīng)出負(fù)電荷 A錯(cuò)誤 乒乓球不可能吸在左極板上 B錯(cuò)誤 庫(kù)侖力就是電場(chǎng)力 C錯(cuò)誤 乒乓球與右極板接觸后帶正電 在電場(chǎng)力作用下向負(fù)極板運(yùn)動(dòng) 碰到負(fù)極板正電荷與負(fù)極板上的負(fù)電荷中和后帶負(fù)電 在電場(chǎng)力作用下又向正極板運(yùn)動(dòng) 這樣會(huì)在兩極板間來(lái)回碰撞 D正確 1 2 3 4 5 6 7 8 9 7 如圖所示 O A B C為一粗糙絕緣水平面上的三點(diǎn) 不計(jì)空氣阻力 一電荷量為 Q的點(diǎn)電荷固定在O點(diǎn) 現(xiàn)有一質(zhì)量為m 電荷量為 q的小金屬塊 可視為質(zhì)點(diǎn) 從A點(diǎn)由靜止沿它們的連線向右運(yùn)動(dòng) 到B點(diǎn)時(shí)速度最大 其大小為vm 小金屬塊最后停止在C點(diǎn) 已知小金屬塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 AB間距離為L(zhǎng) 靜電力常量為k 則A 在點(diǎn)電荷 Q形成的電場(chǎng)中 A B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為B 在小金屬塊由A向C運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中 電勢(shì)能先增大后減小C OB間的距離為D 從B到C的過(guò)程中 小金屬塊的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 8 如圖所示 一絕緣 形桿由兩段相互平行的足夠長(zhǎng)的水平直桿PQ MN和一半徑為R的光滑半圓環(huán)MAP組成 固定在豎直平面內(nèi) 其中MN桿是光滑的 PQ桿是粗糙的 現(xiàn)將一質(zhì)量為m的帶正電荷的小環(huán)套在MN桿上 小環(huán)所受的電場(chǎng)力為重力的 1 若將小環(huán)由D點(diǎn)靜止釋放 則剛好能到達(dá)P點(diǎn) 求DM間的距離 答案 解析 4R 小環(huán)剛好到達(dá)P點(diǎn)時(shí) 速度為零 對(duì)小環(huán)從D點(diǎn)到P點(diǎn)過(guò)程 由動(dòng)能定理qEx 2mgR 0 0 又由題意得qE mg 聯(lián)立解得x 4R 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 若將小環(huán)由M點(diǎn)右側(cè)5R處?kù)o止釋放 設(shè)小環(huán)與PQ桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 小環(huán)所受最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力大小相等 求小環(huán)在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力所做的功 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 9 如圖所示 勻強(qiáng)電場(chǎng)方向與水平線間夾角 30 方向斜向右上方 電場(chǎng)強(qiáng)度為E 質(zhì)量為m的小球帶負(fù)電 以初速度v0開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 初速度方向與電場(chǎng)方向一致 1 若小球的帶電荷量為q 為使小球能做勻速直線運(yùn)動(dòng) 應(yīng)對(duì)小球施加的恒力F1的大小和方向各如何 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 如圖甲所示 為使小球做勻速直線運(yùn)動(dòng) 必使其合外力為0 設(shè)對(duì)小球施加的力F1與水平方向夾角為 則F1cos qEcos F1sin mg qEsin 代入數(shù)據(jù)解得 60 F1 mg即恒力F1與水平線成60 角斜向右上方 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 若小球的帶電荷量為q 為使小球能做直線運(yùn)動(dòng) 應(yīng)對(duì)小球施加的最小恒力F2的大小和方向各如何 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 為使小球能做直線運(yùn)動(dòng) 則小球所受合力的方向必和運(yùn)動(dòng)方向在一條直線上 故要使力F2和mg的合力和電場(chǎng)力在一條直線上 如圖乙 當(dāng)F2取最小值時(shí) F2垂直于F 故F2 mgsin60 mg 方向與水平線成60 角斜向左上方 1 2 3 4 5 6 7 8 9