《静电场微专题十》PPT课件

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1、微专题(十)用等效法处理带电体在电场、重力场中的运动等效思维方法就是将一个复杂的物理问题，等效为一个熟知的物理模型或问题的方法．例如我们学习过的等效电阻、分力与合力、合运动与分运动等都体现了等效思维方法．常见的等效法有“分解”、“合成”，“等效类比”、“等效替换”、“等效变换”、“等效简化”等，从而化繁为简，化难为易．带电体在匀强电场和重力场组成的复合场中做圆周运动的问题，是高中物理教学中一类重要而典型的题型．对于这类问题，若采用常规方法求解，过程复杂，运算量大，若采用“等效法”求解，则能避开复杂的运算，过程比较简捷．先求出重力与电场力的合力，将这个合力视为一个“等效重力”，将a＝视为“

2、等效重力加速度”．再将物体在重力场中做圆周运动的规律迁移到等效重力场中分析求解即可．(2015·河南省实验中学期中考试)如图所示，一个绝缘光滑圆环竖直放在水平向右的匀强电场中，圆环半径大小为R＝1.0m，电场强度大小为E＝6.0×106V/m，现将一小物块由与圆心O等高的位置A点静止释放，已知小物块质量为m＝1.6kg，所带电荷量为q＝＋2.0×10－6C，释放后小物块将沿着圆环滑动．小物块可视为质点，g取10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.(1)求当物块滑到圆环最低点B时对轨道的压力大小．(2)若在圆环最低点B给小物块一个水平向左的初速度vB＝9m/s，那么物块能

3、否紧贴圆环在竖直平面内做圆周运动．(写出详细分析、判定过程)【解题指导】【答案】(1)24N(2)见解析2．(2015·江西省吉安市白鹭洲中学期中)如图所示，一条长为L的细线上端固定，下端拴一个质量为m的电荷量为q的小球，将它置于方向水平向右的匀强电场中，使细线竖直拉直时将小球从A点静止释放，当细线离开竖直位置偏角α＝60°时，小球速度为0.(1)求：①小球带电性质；②电场强度E.(2)若小球恰好完成竖直圆周运动，求从A点释放小球时应有的初速度vA的大小(可含根式)．【答案】见解析3．如图，半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一质量为m，带电荷量为＋q的珠子，现在圆环平面内加

4、一个匀强电场，使珠子由最高点A从静止开始释放(AC、BD为圆环的两条互相垂直的直径)，要使珠子沿圆弧经过B、C刚好能运动到D.(1)求所加电场的场强最小值及所对应的场强的方向；(2)当所加电场的场强为最小值时，求珠子由A到达D的过程中速度最大时对环的作用力大小；(3)在(1)问电场中，要使珠子能完成完整的圆周运动，在A点至少使它具有多大的初动能？4．有一绝缘的、半径为R的光滑圆轨道固定在竖直平面内，在其圆心处固定一带正电的点电荷，现有一质量为m，所带电荷也为正电(其带电荷量远小于圆心处的电荷，对圆心处电荷产生的电场影响很小，可忽略)的小球A，圆心处电荷对小球A的库仑力大小为F.开始时小球

5、A处在圆轨道内侧的最低处，如图所示．现给小球A一个足够大的水平初速度，小球A能在竖直圆轨道里做完整的圆周运动，重力加速度为g.(1)小球A运动到何处时其速度最小？为什么？(2)要使小球A在运动中始终不脱离圆轨道而做完整的圆周运动，小球A在圆轨道的最低处的初速度应满足什么条件？【解析】(1)小球运动到轨道最高点时速度最小．在圆心处电荷产生的电场中，圆轨道恰好在它的一个等势面上，小球在圆轨道上运动时，电场力不做功，当小球运动到圆轨道最高处时，重力对小球做的负功最多，此时小球速度最小．【答案】(1)最高点(2)见解析本小节结束请按ESC键返回