教科版高中物理選修3-1第一章　第3節(jié)電場 電場強度和電場線 等效重力場（17張）ppt課件

1、1.3 1.3 電場電場 電場強度和電場線電場強度和電場線等效重力場等效重力場 物體僅在重力場中的運動是最常見、最根本的運動，但物體僅在重力場中的運動是最常見、最根本的運動，但是對處在勻強電場中的宏觀物體而言，它的周圍不僅有重力是對處在勻強電場中的宏觀物體而言，它的周圍不僅有重力場，還有勻強電場，同時研討這兩種場對物體運動的影響，場，還有勻強電場，同時研討這兩種場對物體運動的影響，問題就會變得復雜一些。問題就會變得復雜一些。 此時，假設能將重力場與電場所二為一，用一個全新的此時，假設能將重力場與電場所二為一，用一個全新的“復合場可籠統(tǒng)稱之為復合場可籠統(tǒng)稱之為“等效重力場來替代，不僅等效重力場來

2、替代，不僅能起到能起到“柳暗花明的效果，同時也是一種思想的表達。那柳暗花明的效果，同時也是一種思想的表達。那么，如何實現(xiàn)這一思想方法呢？么，如何實現(xiàn)這一思想方法呢？一、概念類比一、概念類比 為了方便后續(xù)處置方法的遷移，首先搞清為了方便后續(xù)處置方法的遷移，首先搞清“等效重力場中等效重力場中的部分概念與復合之前的相關概念之間關系。詳細對應如下：的部分概念與復合之前的相關概念之間關系。詳細對應如下： 1. 1.等效重力場等效重力場 重力場、電場疊加而成的復合場重力場、電場疊加而成的復合場 2. 2.等效重力等效重力 重力、電場力的合力重力、電場力的合力 3. 3.等效重力加速度等效重力加速度 等效重

3、力與物體質(zhì)量的比值等效重力與物體質(zhì)量的比值 4. 4.等效等效“最低點最低點 物體自在時能處于穩(wěn)定平衡形狀的物體自在時能處于穩(wěn)定平衡形狀的位置位置 5. 5.等效等效“最高點最高點 物體圓周運動時與等效物體圓周運動時與等效“最低點最低點關于圓心對稱的位置關于圓心對稱的位置 6. 6.等效重力勢能等效重力勢能 等效重力大小與物體沿等效重力場等效重力大小與物體沿等效重力場方向方向“高度的乘積高度的乘積例1.如下圖，絕緣光滑軌道AB部分為傾角為30的斜面，AC部分為豎直平面上半徑為R 的圓軌道，斜面與圓軌道相切。整個安裝處于場強為E、方向程度向右的勻強電場中。現(xiàn)有一質(zhì)量為m的帶正電，電量為 小球，要

4、使小球能平安經(jīng)過圓軌道，在O點的初速度應為多大？33mgqE二、精講例題二、精講例題分析：分析：解:小球先在斜面上運動,受重力、電場力、支持力,然后在圓軌道上運動,受重力、電場力、軌道作用力,如下圖,將電場力與重力的合力視為等效重力mg,大小為222 3()()3mgqEmgmg3tan3qEmg得=30,等效重力的方向與斜面垂直指向右下方,小球在斜面上勻速運動.要使小球能平安經(jīng)過圓軌道,在圓軌道的“等效最高點(D點)滿足“等效重力剛好提供向心力,即由幾何關系知 ,設小球以最小初速度v0運動,由動能定理知, 解得因此要使小球平安經(jīng)過圓軌道,初速度應滿足2DvmgmR2ADR22011222Dm

5、g Rmvmv010 33gRv 010 33gRv 例2.程度向右的勻強電場中，用長為R的輕質(zhì)細線在O點懸掛一質(zhì)量為m的帶電小球，靜止在A處，AO的連線與豎直方向夾角為370，現(xiàn)給小球施加一個沿圓弧切線方向的初速度v0，小球便在豎直面內(nèi)運動，為使小球能在豎直面內(nèi)完成圓周運動，這個初速度v0至少應為多大？三、針對訓練三、針對訓練答案：答案：B2. 如右圖所示，在方向程度的勻強電場中，一個不可伸長的不導電細線一端連著一個質(zhì)量m為的帶電小球，另一端固定于O點把小球拉起直至細線與場強平行，然后無初速釋放知小球擺到最低點的另一側，線與豎直方向的最大夾角為，假設在此過程中線一直繃緊，求1小球經(jīng)過最低點時

6、細線對小球的拉力2小球在什么位置時速度最大答案：答案：1 2與豎直方向成與豎直方向成 位置位置2cos(3)1 sinTmg423. 知如圖，勻強電場方向程度向右，場強 V/m，絲線長L=40cm，上端系于O點，下端系質(zhì)量為 kg ，帶電量為 C 的小球，將小球從最低點A由靜止釋放，求：小球擺到最高點時絲線與豎直方向的夾角多大？擺動過程中小球的最大速度是多大？61.5 10E 41.0 10m104.9 10q答案：答案：74 1.4m/s 4. 如下圖，固定的半圓形絕緣光滑軌道置于正交的勻強電場和勻強磁場疊加的區(qū)域中。軌道半徑為R，磁感應強度為B，方向垂直于紙面向外，電場強度為E，方向程度向左。1一個質(zhì)量為m的小球可視為質(zhì)點放在軌道上的C點恰益處于靜止，圓弧半徑OC與程度直徑AD的夾角為sin=0.8，cos=0.6。求小球所電荷量；試闡明小球帶何種電荷并陳說理由。2假設將小球從A點由靜止釋放，小球在圓弧軌道上運動時，對軌道的最大壓力是多少？3 假設將小球從A點由靜止釋放，小球沿圓弧軌道運動到最低點時，與另一個質(zhì)量也為m且靜止在O點正下方P點的不帶電小球可視為質(zhì)點發(fā)生碰撞，設碰撞過程歷時可以忽略且無機械能損失也無電荷轉(zhuǎn)移。兩小球在運動過程中一直沒有脫離圓弧軌道。求第一次碰撞后到第二次碰撞前