教科版選修3-1：第一章靜電場(chǎng)學(xué)案11-資料下載頁
2024-12-08 22:43本頁面
【導(dǎo)讀】例1如圖1所示，在一電場(chǎng)強(qiáng)度沿紙面方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，用一絕緣絲線系一帶電小球，最小，如圖所示，則Eq＝mgsinθ得E＝mgsinθq＝3mg2q.所以，該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小。帶電粒子在電場(chǎng)中受到電場(chǎng)力作用，還可能受到其他力的作用，如重力、彈力、摩擦力等，在諸多力的作用下物體所受合力可能不為零，做勻變速運(yùn)動(dòng)或非勻變速運(yùn)動(dòng)；處理這類問題，將該小球從電場(chǎng)中某點(diǎn)以初速度v0豎直向上拋出，求此運(yùn)動(dòng)過程中(取sin37°＝，cos37°小球運(yùn)動(dòng)的拋出點(diǎn)至最高點(diǎn)之間的電勢(shì)差U.解析A球受到重力G、B球?qū)球的庫侖力F、繩的拉力T，如圖所示．由共點(diǎn)力平衡條件，G、F、T三力的圖示必然構(gòu)成封閉三角形，由此得T＝mg，F(xiàn)＝xLmg.所以m′＝T′＝m′g＝8mg＝8T.t＝0時(shí)，一個(gè)電子從靠近N板處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)×10－3s到達(dá)兩板正中間的P點(diǎn)，解析在×10－3s的時(shí)間里，電子做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)t＝×10－3s時(shí)
【正文】 ) 圖 5 A． 到達(dá) M板 ， 速度為零 B． 到達(dá) P點(diǎn) ， 速度為零 C． 到達(dá) N板 ， 速度為零 D． 到達(dá) P點(diǎn) ， 速度不為零 答案 D 解析 在 10－ 3s 的時(shí)間里，電子做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng) t＝ 10－ 3s 時(shí)電子達(dá)到 P 點(diǎn)，之后板間電壓反向，兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變，方向和原來相反，電子開始做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，由于加速度的大小不變，當(dāng) t＝ 10－ 3s時(shí)電子達(dá)到 M板處，且速度減為零 ． 隨后電子將反向做勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng) t＝ 10－ 3s 時(shí)電子又回到 P點(diǎn)，且速度大小 與第一次經(jīng)過 P點(diǎn)時(shí)相等，而方向相反 ． 故正確選項(xiàng)為 D. 4. (電場(chǎng)中力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 )在方向水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中 ， 一不可伸長(zhǎng)的不導(dǎo)電細(xì)線一端連著一個(gè)質(zhì)量為 m、 電荷量為 ＋ q的帶電小球 ， 另一端固定于 O點(diǎn) ． 將小球拉起直至細(xì)線與場(chǎng)強(qiáng)平行 ， 然后無初速度釋放 ， 則小球沿圓弧做往復(fù)運(yùn)動(dòng) ． 已知小球擺到最低點(diǎn)的另一側(cè) ， 此時(shí)線與豎直方向的最大夾角為 θ(如圖 6)． 求 ： 圖 6 (1)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng) ； (2)小球經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線對(duì)小球的拉力 ． 答案 見解析 解析 (1)設(shè)細(xì)線長(zhǎng)為 l， 勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為 E，因帶電小球的電荷量為正，故勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的方向?yàn)樗较蛴?． 從釋放點(diǎn)到左側(cè)最高點(diǎn)，由動(dòng)能定理有 WG＋ WE＝ ΔEk＝ 0，故 mglcos θ＝ qEl(1＋ sin θ) 解得 E＝ mgcos θq?1＋ sin θ? (2)設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的速度為 v，此時(shí)細(xì)線的拉力為 T，由動(dòng)能定理可得 mgl－ qEl＝ 12mv2，由牛頓第二定律得 T－ mg＝ mv2l，聯(lián)立解得 T＝ mg[3－2cos θ1＋ sin θ]，方向豎直向上 ．
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