高中物理帶電粒子在電場中的運動解題技巧超強及練習(xí)題含答案

1、高中物理帶電粒子在電場中的運動解題技巧(超強)及練習(xí)題(含答案)一、高考物理精講專題帶電粒子在電場中的運動1.如圖甲所示，粗糙水平軌道與半徑為R的豎直光滑、絕緣的半圓軌道在B點平滑連接，過半圓軌道圓心 0的水平界面 MN的下方分布有水平向右的勻強電場E,質(zhì)量為m的帶正電小滑塊從水平軌道上 A點由靜止釋放，運動中由于摩擦起電滑塊電量會增加，過 B 點后電量保持不變，小滑塊在AB段加速度隨位移變化圖像如圖乙.已知A、B間距離為4R,滑塊與軌道間動摩擦因數(shù)為科=0.5重力加速度為g,不計空氣阻力，求用即用乙(1)小滑塊釋放后運動至 B點過程中電荷量的變化量(2)滑塊對半圓軌道的最大壓力大小(3)小滑

2、塊再次進(jìn)入電場時，電場大小保持不變、方向變?yōu)橄蜃?，求小滑塊再次到達(dá)水平軌道時的速度大小以及距B的距離【答案】(1) q 詈 Fn 6 375 mg (3) V4 2庖R,方向與水平方向 1 .夾角為1 arctan,斜向左下方，位置在 A點左側(cè)6R處.【解析】【分析】【詳解】試題分析：根據(jù)在 A、B兩點的加速度結(jié)合牛頓第二定律即可求解小滑塊釋放后運動至B點過程中電荷量的變化量 ；利用“等效重力”的思想找到新的重力場中的電低點即壓力最大點； 解：(1)A 點：q0E mg3B 點 qEmg m - g2 TOC o 1-5 h z 聯(lián)立以上兩式解得qq1q0(2)從A到B過程:1312一 m%2

3、一2g 2gmm 乙 4R2將電場力與重力等效為簟力G ,與豎直方向的夾角設(shè)為,在等效最低點”對軌道壓力最大，則:G .(mg)2(qE)2mg cos Go 1 o從B到等效取低點過程：G (R Rcos ) mv； mv；22 V2 Fn G m R由以上各式解得：Fn (6 3X 5) mg由牛頓第三定律得軌道所受最大壓力為：Fn (6 3j5)mg；212從 B到 C 過程：mg 2R q1 ER -mv3 -mv12從C點到再次進(jìn)入電場做平拋運動：Xi v3tR ；gt2 2vy gt* vytan i 一vmgtan 2 qiE TOC o 1-5 h z 由以上各式解得：12R則進(jìn)入電場后合力與速度共線，做勻加速直線運動tan i 一X2212從C點到水平軌道： mg 2R qE?0)的粒子束，粒子恰 能在xoy平面內(nèi)做直線運動，重力加速度為 g,不計粒子間的相互作用；(1)求粒子運動到距 x軸為h所用的時間；(2)若在粒子束運動過程中，突然將電場變?yōu)樨Q直向下、場強大小變?yōu)镋 四，求從qO點射出的所有粒子第一次打在 x軸上的坐標(biāo)范圍(不考慮電場變化產(chǎn)生的影響)；2倍，求運動過程中，粒15m2g8q2B2(3)若保持E