高中物理帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)-文庫(kù)吧在線文庫(kù)
【正文】 Ｏv030oF圖７－44．質(zhì)量為m，帶電量為＋q 的小球在Ｏ點(diǎn)以初速度v0沿與水平面成30o角的方向射出，如圖74所示，小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，除受重力外還受到方向始與初速度v0方向相反的力F的作用．（1）若F＝mg，要使小球保持v0做勻速直線運(yùn)動(dòng)，可在某一方向加一定大小的勻強(qiáng)電場(chǎng)，求此電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向．FmgOv0qEFmgOv0qEθ甲乙圖75（2）若F=2mg,且電場(chǎng)強(qiáng)度E＇＝3mg/q，仍要使小球沿v0方向做直線運(yùn)動(dòng)，那么該電場(chǎng)強(qiáng)度的方向如何？求小球沿v0方向運(yùn)動(dòng)的最大位移和回到Ｏ點(diǎn)的最短時(shí)間．解析：本題考查電場(chǎng)力的性質(zhì)（1）如圖75甲所示，作出電場(chǎng)力的方向．因?yàn)椤 。蓭缀侮P(guān)系得電場(chǎng)方向與水平方向成60o角．電場(chǎng)力 ， ?。?）小球受力如圖75乙所示，要使小球做直線運(yùn)動(dòng)，則 ，與v0成30o角．設(shè)最大位移為sm，回到O點(diǎn)的時(shí)間為t，則由動(dòng)能定理有得由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)得：解得：ABC60o30o圖７－65．如圖76所示的絕緣軌道ABC，其中AB部分與水平面的夾角為30o，BC部分是長(zhǎng)L＝1．6m的水平面，現(xiàn)有質(zhì)量m＝，與BC軌道間的摩擦因數(shù)，小物體從A處無(wú)初速度沿軌道下滑，剛好滑到C處停下．現(xiàn)在BC連線的中垂線的上方的P點(diǎn)，固定一電荷量為的正電荷，并讓小物體也帶等量同種電荷，圖中PBC＝60o，（如果取無(wú)窮遠(yuǎn)處的電勢(shì)為零），兩個(gè)點(diǎn)電荷間電勢(shì)能大小的計(jì)算公式為：，（式中 2分別表示兩點(diǎn)電荷帶的電荷量，r表示兩點(diǎn)電荷間的距離），此時(shí)在C處突然給小物體下水平方向向左且大小為v0＝5m/s的初速度，小物體又恰能沿軌道滑至Ａ處，g取10m/s2，求：（1）軌道AB的長(zhǎng)度s為多少？（2）小物體在C處滑到Ａ處的過(guò)程中產(chǎn)生的熱量Q是多少？解析：本題考查電場(chǎng)能的性質(zhì)（1）當(dāng)小物體由A處下滑到C處停下時(shí)，由動(dòng)能定理，得．（2）當(dāng)給小物體一個(gè)水平初速度后獲得動(dòng)能，在滑至A處的過(guò)程中，由兩個(gè)點(diǎn)電荷間電勢(shì)能大小的計(jì)算公式得，物體在C處和A處的電勢(shì)能分別為，．根據(jù)能量轉(zhuǎn)化和守恒定律：，產(chǎn)生的熱量ＭＮＱＰ圖７－8ＲＤＡＯＢＣ6．如圖78所示，矩
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