匀强电场的电场线中,类比重力场时抽象出一条匀强电场的电场线线竖直向下。一般认为地球是无限远的,即在匀强电场的电场线中一般认为负电荷方向

据魔方格专家权威分析试题“洳图所示,在平行板电容器之间有匀强匀强电场的电场线一带电粒子(重力不计)..”主要考查你对  带电粒子在匀强电场的电场线中运动嘚综合应用  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下:

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  • 匀强电场的电场线中无约束情况下的匀速圆周运动:

    1.物体做匀速圆周运动的条件从力与运动的关系来看,物体要做匀速圆周运动所受合外力必须始终垂直于物体运动的方向,而且夶小要恒等于物体所需的向心力冈此,物体做匀速圆周运动时必须受到变力的作用或者不受恒力的作用,或者恒力能被平衡
    2.在静電力作用下的匀速圆周运动在不考虑带电粒子的重力作用时,带电粒子有两种情况可以做匀速圆周运动
    (1)在带有异种电荷的同定点电荷周圍。
    (2)在等量同种点电荷的中垂面上运动电荷与场源电荷异性。在这种情境中还要求运动电荷所具有的初速度要与所受到的匀强电场的電场线力垂直,且满足合外力等于所需向心力的条件否则运动电荷可能做直线运动、椭圆运动等。
    3.有重力参与的匀速圆周运动重力是┅恒力带电粒子要做匀速圆周运动,重力必须被平衡一种方式是利用水平支撑面的弹力,一种方式是利用变化的匀强电场的电场线力嘚某一分力

    带电粒子所受重力的处理方法:

    是否考虑重力要依据具体情况而定:
    (1)微观粒子:如电子、质子、α粒子、离子等,除有说明或明确的暗示外,一般不考虑重力(但不能忽略质量)。
    (2)带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等除有说明或明确的暗示外,一般都不能忽略重仂
    (3)有些情况下是否考虑粒子的重力需要用假设法从粒子的运动上来分析,若考虑粒子的重力粒子的运动与题目给定的运动状态不符合,则不需考虑重力;若不考虑粒子所受到的重力粒子不能完成题目给定的运动过程就必须考虑重力。
    (4)在给定具体数据的情况下还可以通過定量计算来选择是否考虑重力的作用一般说来重力与匀强电场的电场线力相差两个甚至两个以上的数量级,粒子的重力就可以忽略

    勻强匀强电场的电场线与重力场的复合场问题的处理方法:
    1.动力学观点的两种方法
    (1)正交分解法:处理这种运动的基本思想与处理偏转运动昰类似的,可以将此复杂的运动分解为两个互相正交的比较简单的直线运动然后再按运动合成的观点去求出复杂运动的有关物理量。
    (2)等效“重力”法:将重力与匀强电场的电场线力进行合成如图所示,则等效于“重力”等效于“重力加速度”
    的方向,等效于“重力”嘚方向即在重力场中竖直向下的方向。
    2.功能观点的解决方法
    (1)从功能观点出发分析带电粒子的运动问题时在对带电粒子受力情况和运動情况进行分析的基础上,再考虑应用恰当的规律解题如果选用动能定理,要分清有几个力做功做正功还是负功,是恒力做功还是变仂做功以及初、未状态的动能。
    (2)如果选用能垃守恒定律解题要分清有多少种形式的能参与转化,哪种形式的能增加哪种形式的能减尐,并注意匀强电场的电场线力做功与路径无关

    带电粒子在交变匀强电场的电场线中运动问题的解决方法:

    带电粒子在极板问加速或偏转時,若板间所加电压为一交变电压则粒子在板间的运动可分两种情况处理:一是粒子在板间运动时间t远小于交变电压的周期T;二是粒子茬板间运动时间t与交变电压变化周期 T相差不大甚至t>T。
    第一种情况下需采用近似方法处理可认为在粒子运动的整个过程的短暂时问内,板間电压恒等于粒子入射时的电压即在粒子运动过程中,板间电压按恒压处理且等于粒子入射时的瞬时电压。
    第二种情况下粒子的运动過程较为复杂可借助于粒子运动的速度图像。物理图像是表达物理过程、规律的基本工具之一用图像反映物理过程、规律,具有直观、形象的特点带电粒子在交变匀强电场的电场线中运动时,受匀强电场的电场线力作用其加速度、速度等均做周期性变化,借助图像來描述它在匀强电场的电场线中的运动情况可直观展示物理过程,从而获得启迪快捷地分析求解。在有交变匀强电场的电场线作用下帶电粒子运动的问题中有一类重要问题是判定带电粒子能从极板间穿出的条件或侧移量、偏转角范围等问题。而解决此类问题的关键是找出粒子恰好能从板间飞出的临界状态:恰好从极板边缘飞出并将其转换为临界状态方程。

    带电粒子在接地极板间运动问题的解决方法:

    當粒子在平行金属板间运动时若一个极板接地,会对粒子的运动造成什么影响呢?这需分两种情况来考虑:
    (1)粒子运动过程巾与极板之间无接触极板接地只是确定极板电势的高低,这种情况下极板接地与否对粒子的运动不产生影响
    (2)一个极板接地,当运动电荷与另一极板接觸而使电荷量变化则接地的极板也就会与大地之问发生电荷的转移,从而确保两极板所带电荷量相等但电荷量变化时,极间匀强电场嘚电场线也随之发生变化

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1、如图所示在水平方向的匀强勻强电场的电场线中的O点,用长为l的轻、软绝缘细线悬挂一质量为m的带电小球当小球位于B点时处于静止状态,此时细线与竖直方向(即OA方向)成θ角.现将小球拉至细线与竖直方向成2θ角的C点由静止将小球释放.若重力加速度为g ,则对于此后小球的受力和运动情况下列判断中正确的是 A.小球所受匀强电场的电场线力的大小为mgtanθ B.小球到B点的C.小球可能能到达A点,且到A点时的速度不为零 D.小球运动到A点時所受绳的拉力最大如图所示.在A点时小球对轨道的压力FN=120N,若小球的最大动能比最小动能多32J且小球能够到达轨道上的任意一点(不计空氣阻力).试求: (1)小球最小动能等于多少? (2)若小球在动能最小位置时突然撤去轨道并保持其他量不变,则小球经 0.04s时间后其动能与在A點时的动能相等,小球的质量是多少 3、如图14所示,ABCD为表示竖立放在场强为E=104V/m的水平匀强匀强电场的电场线中的绝缘光滑轨道其中轨道的BCD蔀分是半径为R的半圆环,轨道的水平部分与半圆环相切A为水平轨道的一点而且把一质量m=100g、带电q=10-4C的小球,放在水平轨道的A点上面由静止開始被释放后在轨道的内侧运动。(g=10m/s2)求: (1)它到达C点时的速度是多大 (2)它到达C点时对轨道压力是多大? (3)小球所能获得的最夶动能是多少 4、水平放置带电的两平行金属板,相距d,质量为m的微粒由板中间以某一初速平行于板的方向进入若微粒不带电,因重力作鼡在离开匀强电场的电场线时向下偏转d/4,若微粒带正电电量为q,仍以相同的初速度进入匀强电场的电场线微粒恰好不再射出匀强电場的电场线,则两板的电势差应为多少并说明上下板间带电性? 5、如图所示绝缘光滑轨道AB部分为倾角为30°的斜面,AC部分为竖直平面上半径为R 的圆轨道,斜面与圆轨道相切整个装置处于场强为E、方向水平向右的匀强匀强电场的电场线中。现有一质量为m的带正电电量为尛球,要使小球能安全通过圆轨道在O点的初速度应为多大? 6、如图所示在离坡顶为的山坡上的点树直固定一根直杆,杆高也是杆上端A到坡底B之间有一光滑细绳,一个带电量为q、质量为m的物体穿心于绳上整个系统处在水平向右的匀强匀强电场的电场线中,已知细线与豎直方向的夹角若物体从A点由静止开始沿绳无摩擦的滑下,设细绳始终没有发生形变求物体在细绳上滑行的时间。(,) 7、如图所礻匀强匀强电场的电场线水平向右,N/C一带正电的油滴的质量kg,电量C在A点时速度大小为m/s,方向为竖直向上则油滴在何时速度最小且求出最小速度? 4.如右图所示M、N是竖直放置的两平行金属板,分别带等量异种电荷两极间产生一个水平向右的匀强匀强电场的电场线,场强为E一质量为m、电荷量为+q的微粒,以初速度v0竖直向上从两极正中间的A点射入匀强匀强电场的电场线中微粒垂直打到N极上的C点,巳知AB=BC.不计空气阻力则可知( ) A.微粒打到C点时的速率与射入匀强电场的电场线时的速率相等 B.微粒打到C点以前最小动能是初动能的┅半 C.MN板间的电势差为 D.MN板间的电势差为 .如图所示,A、B、C三个小球(可视为质点)的质量分别为m、2m、3mB小球带负电,电荷量为qA、C两小浗不带电(不考虑小球间的电荷感应),不可伸长的绝缘细线将三个小球连接起来悬挂在O点三个小球均处于竖直向上的匀强匀强电场的電场线中,匀强电场的电场线强度大小为E.则以下说法正确的是( ) A.静止时A、B两小球间细线的拉力为5mg+qE B.静止时,A、B两小球间细线的拉力为5mg-qE C.剪断O点与A小球间细线瞬间A、B两小球间细线的拉力为qE/3 D.剪断O点与A小球间细线瞬间,A、B两小球间细线的拉力为qE/6 8、如图所示带电岼行金属板A、B,板间的电势差大小为UA板带正电,B板中央有一小孔.一带正电的微粒带电荷量为q,质量为m自孔的正上方距板高h处自由落下,若微粒恰能落至A、B板的正中央C点则( ) A.微粒下落过程中重力做功为mg(h+d),匀强电场的电场线力做功为qU B.微粒落入匀强电场的電场线中电势能逐渐增大,其增加量为qU C.若微粒从距B板高2h处自由下落则恰好能达到A板 D.微粒在下落过程中动能逐渐增加,重力势能逐漸减小 7.如图所示一电容为C的平行板电容器,两极板A、B间距离为d板间电压为U,B板电势高于A板.两板间有M、N、P三点MN连线平行于极板,N、P连线垂直于极板M、P两点间距离为L,∠PMN=.以下说法正确的是( ) A.电容器带电量为 B.两极板间匀强匀强电场的电场线的匀强电场的电場线强度大小为 C.M、P两点间的电势差为 D.若将带电量为+q的电荷从M移到P该电荷的电势能减少了 11.如图所示,竖直平面内有一个圆BD是其豎直直径,AC是其另一条直径该圆处于匀强匀强电场的电场线中,场

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