分析带电体在电场中运动问题误区例谈.docx

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1、分析带电体在电场中运动问题误区例谈陈宏【专题名称】中学物理教与学【专题号】G36【复印期号】2007年04期【原文出处】《中学生理科应试》(哈尔滨)2006年12期第24～26页【作者简介】陈宏　湖北枝江市第一中学，    带电物体在电场中的运动问题是高考必考的内容之一。这类问题综合了静电场和力学知识，分析方法是：先分析受力情况，再分析运动状态和运动过程，然后利用牛顿定律和运动学公式（或动量定理或动能定理）求解。由于同学们不能正确理解运动和力的关系，以致在分析带电体在电场中的运动问题时，容易陷入误区，得出错误结论。本文就解答带电体在电场中运动问题中的一些

2、典型错误进行分析，希望同学们在今后解答这类问题时能少犯错误。    误区之一：忽视分析判断带电体的运动情况    例1　质量为m的物块，带正电Q，开始时让它静止在倾角α=60°的固定光滑绝缘斜面顶端，整个装置放在水平方向，大小为{G36R483.JPG}的匀强电场中，如图1所示，斜面高为H，释放物体后，物块落地的速度大小为（　）.    {G36R484.JPG}    {G36R485.JPG}    分析纠错　其实“固定光滑绝缘斜面”是干扰因素，只要分析物体的受力就不难发现，物体根本不会沿斜面下滑，而是沿着重力和电场力合力的方向做匀加速直线运动，弄清

3、了这一点，就很容易求得本题正确答案应选C。    {G36R486.JPG}    代入数据解得v=2.1m/s    解题时，不加分析地臆断物理过程，是产生错误的重要原因之一。    误区之二：忽视在轻绳被拉直的瞬间存在机械能的瞬时损失    例3　如图3所示，一摆球的质量为m，带正电荷q，摆长为L，固定在O点，匀强电场方向水平向右，场强为{G36R487.JPG}，摆球平衡位置在点C，与竖直方向的夹角为θ，开始时让摆球位于与点O处于同一水平位置的A点，且摆绳拉直，然后无初速度释放摆球，求摆球在C点时的速度及此时摆绳对球拉力的大小？（结果用m、g、L表

4、示）    {G36R488.JPG}    图3    错解　很多同学在求解这道题时，对全过程进行整体思维，设质点到达C点时速度为v，因摆球受到重力和电场力的作用，{G36R489.JPG}，与场强的夹角为45°，根据能量守恒定律可得：    {G36R490.JPG}    分析纠错　这些同学对物理过程没有弄清楚，忽视了在绳被拉直瞬间机械能的瞬时损失。    {G36R491.JPG}    误区之三：忽视带电体受到支持面的作用力为零而会离开支持面    例4　（2005年上海高考物理试题）如图4所示，带正电小球质量为{G36R492.JPG}，带电

5、量为{G36R493.JPG}，置于光滑绝缘水平面上的A点。当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀加速直线运动，当运动到B点时，测得其速度{G36R494.JPG}，此时小球的位移为s=0.15m。求此匀强电场场强E的取值范围。{G36R495.JPG}    {G36R496.JPG}    错解　该同学所得结论没有不完善之处。    分析纠错　该同学所得结论有不完善之处，为使小球始终沿水平面运动，电场力在竖直方向的分力必须小于、等于重力，即：qEsinθ≤mg    {G36R497.JPG}    例5　如图5所示，一光滑

6、绝缘斜面放在方向竖直向下、场强为E的匀强电场中，现从斜面顶点A沿斜面释放一个初速为{G36R498.JPG}的带负电的小球，其质量为m，带电量为-q，斜面两端高度差为h，问：①若小球能到达B点，场强E应满足的条件是什么？②设小球能通过B点，它通过B点的最小速度是多少？    {G36R499.JPG}    图5    错解　题中要求小球能到达B点，对应的临界情况是：小球沿斜面运动到B点时速度刚好为零，这样根据动能定理可得：{G36R4100.JPG}    所以，满足{G36R4101.JPG}，小球就不能到B点。    分析纠错　上述结论是错误的。因

7、小球沿斜面下滑过程中受重力、弹力、电场力三力作用，如设想小球沿斜面到B点速度恰好为零，因弹力不做功，故球克服电场力所做的功的值大于球的重力做功值，即球所受的电场力大于它的重力，而在这种情况下，球根本不可能沿斜面运动，只能在重力、电场力的合力作用下做斜抛曲线运动，不可能到B点。所以，本题正确的方程应是满足qE≤mg，即只要{G36R4102.JPG}，小球能到达B点，到达B点的最小速度为{G36R498.JPG}。    误区之四：忽视带电粒子可能到达极板    {G36R4103.JPG}    (1)设圆盘不转动，细光束通过b照射到{G36R470.J

8、PG}上，求电子到达屏S上时，它离O点的距离y（计算结果保留两位有效数字）。(2