如圖所示,質(zhì)量為m帶電量為-q 的微粒(重力不計(jì)),在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的A點(diǎn)時(shí)速度為v,方向與電場(chǎng)線(xiàn)垂直,在B點(diǎn)時(shí)速度大小為2v,已知A、B兩點(diǎn)間距離為d,求:
①A、B兩點(diǎn)間電壓?
②電場(chǎng)強(qiáng)度大小和方向?
分析:(1)微粒重力不計(jì),只受電場(chǎng)力作用,根據(jù)動(dòng)能定理求解A、B兩點(diǎn)間電壓.
(2)將微粒的運(yùn)動(dòng)分解為水平方向和豎直方向,豎直方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),水平方向做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),分別列出兩個(gè)方向的分位移,求出運(yùn)動(dòng)時(shí)間,再AB兩點(diǎn)沿電場(chǎng)方向的距離,求解電場(chǎng)強(qiáng)度的大小和方向.
解答:解:(1)根據(jù)動(dòng)能定理得
-qUAB=
1
2
m(2v)2
-
1
2
mv2

得,UAB=-
3mv2
2q

(2)微粒在B水平方向的分速度大小為vx=
(2v)2-v2
=
3v

設(shè)A、B間水平距離為x,豎直距離為y.
水平方向微粒做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則有:
   x=
vxt
2
=
3
vt
2

豎直方向微粒做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),則有
   y=vt
又d2=x2+y2
聯(lián)立上述三式得,t=
2
7
7
?
d
v

x=
vxt
2
=
3
vt
2
=
21
7
d

則電場(chǎng)強(qiáng)度E=
UAB
x
=
21
mv2
2qd
,方向水平向左.
答:
①A、B兩點(diǎn)間電壓是-
3mv2
2q

②電場(chǎng)強(qiáng)度大小是
21
mv2
2qd
,方向水平向左.
點(diǎn)評(píng):本題是類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng),采用運(yùn)動(dòng)的合成與分解法,要抓住兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性.中等難度.
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求:(1)小球在豎直面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大小
(2)若小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí),突然將勻強(qiáng)電場(chǎng)方向變?yōu)榇怪庇谪Q直環(huán)面向內(nèi),求小球運(yùn)動(dòng)到環(huán)最低點(diǎn)時(shí)受到環(huán)的作用力大。

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(2013?奉賢區(qū)二模)如圖所示,質(zhì)量為m帶電量為+q的小滑塊以大小為v0的初速度從A點(diǎn)進(jìn)入寬度為d的AB絕緣水平面.當(dāng)滑塊運(yùn)動(dòng)至中點(diǎn)C時(shí),速度大小為vC=
3
2
v0
,從此刻起在AB區(qū)域內(nèi)加上一個(gè)水平向左的強(qiáng)度不變的有界勻強(qiáng)電場(chǎng)(區(qū)域外不存在電場(chǎng)).若小滑塊受到的電場(chǎng)力與滑動(dòng)摩擦力大小相等,則滑塊離開(kāi)AB區(qū)域時(shí)的速度
1
2
v0
1
2
v0
,要使小滑塊在AB區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間達(dá)到最長(zhǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)為
m
v
2
0
2qd
m
v
2
0
2qd
.(設(shè)最大靜摩擦力大小等于滑動(dòng)摩擦力)

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精英家教網(wǎng)如圖所示,質(zhì)量為m帶電荷+q的滑塊恰能從傾角為θ的絕緣斜面上勻速下滑.現(xiàn)在斜面所在平面內(nèi)加一勻強(qiáng)電場(chǎng)使滑塊恰能沿斜面勻速上滑,關(guān)于所加電場(chǎng)的說(shuō)法正確的是( 。

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