高中物理帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)(完整版)
【正文】 形區(qū)域MNPQ內(nèi)有水平向右的勻強(qiáng)電場，虛線框外為真空區(qū)域；半徑為R、內(nèi)壁光滑、內(nèi)徑很小的絕緣半圓管ADB固定在豎直平面內(nèi)，直徑AB垂直于水平虛線MN，圓心O恰在MN的中點(diǎn)，半圓管的一半處于電場中，一質(zhì)量為m可視為質(zhì)點(diǎn)的帶正電小球從半圓管的A點(diǎn)由靜止開始滑入管內(nèi)，小球從B點(diǎn)穿出后，能夠通過B點(diǎn)的正下方的C點(diǎn)．重力加速度為g，小球在C點(diǎn)處的加速度為5g/3．求：（1）小球在B點(diǎn)時(shí)，對半圓軌道的壓力大?。?）虛線框MNPQ的高度和寬度滿足的條件．解析：本題考查帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)（1）由于小球在C處的加速度大于g，所以C點(diǎn)必在電場中。這樣就把B受的庫侖力和合力的平行四邊形確定了。（3）穿越電場過程的動(dòng)能增量：ΔEK=Eqy （注意，一般來說不等于qU）（1）基本粒子如電子、質(zhì)子、帶電粒子、離子等在沒有明確指出或暗示下，重力一般忽略不計(jì)（2）帶電顆粒如油滴、液滴、塵埃、帶電小球在沒有明確指出或暗示下，重力一般不能忽略。③電場線和等勢面在相交處互相垂直。2．放入電場中的電荷一定受電場力Eq，且一定具有電勢能EP。 注意：①這是電場強(qiáng)度的定義式，適用于任何電場。重點(diǎn)知識(shí)梳理一、庫侖定律 真空中兩個(gè)點(diǎn)電荷之間相互作用的電力，跟它們的電荷量的乘積成正比，跟它們的距離的二次方成反比，作用力的方向在它們的連線上。即： 其中k為靜電力常量， k=10 9 N?m2/c2成立條件①真空中（空氣中也近似成立）。②其中的q為試探電荷（以前稱為檢驗(yàn)電荷），是電荷量很小的點(diǎn)電荷（可正可負(fù)）。3．在電場中移動(dòng)電荷電場力做的功在電場中移動(dòng)電荷電場力做的功W=qU，只與始末位置的電勢差有關(guān)，和路徑無關(guān)。④電場線的方向是電勢降低的方向，而且是降低最快的方向。五、電容器1．電容器兩個(gè)彼此絕緣又相隔很近的導(dǎo)體都可以看成一個(gè)電容器。于是可得QC= 2q，F(xiàn)=3FB=3FAB=。在C點(diǎn)，小球受到相互垂直的重力mg和電場力F作用，由牛頓第二定律得解得：小球從A到B的過程中，由功能關(guān)系有解得： 在B點(diǎn)，由牛頓第二定律有：圓軌道對小球的支持力為由牛頓第三定律，小球?qū)Π雸A軌道的壓力大小為（2）小球從B到C的過程中：在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，設(shè)B、C間的距離為y；在水平方向先向左做勻減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)水平速度減為零時(shí)，
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