第10讲 用功能观点分析带电体在电场中的运动 【技巧点拨】 带电体在电场中运动问题的分析技巧 对于受变力作用的带电体的运动，必须借助于能量观点来处理，即使是恒力作用的问题，用能量观点处理也常常显得简捷。 1．用动能定理处理，思维顺序一般为： （1）弄清研究对象，明确所研究的物理过程。 （2）分析物体在研究过程中的受力情况，弄清哪些力做功，做正功还是负功。 （3）弄清所研究过程的始末状态。 （4）根据W=△Ek列出方程求解。 2.用能量守恒定律处理，列式的方法常有两种： （1）从初、末态的能量相等（即E1=E2）列方程。 （2）从某些能量的减少量等于另一些能量的增加量（即△E=△E′）列方程。 【对点题组】 1．如图所示，光滑绝缘半圆环轨道放在竖直向下的匀强电场中，场强为E.在与环心等高处放有一质量为m、带电荷量＋q的小球，由静止开始沿轨道运动，下列说法正确的是( ) A．小球在运动过程中机械能恒定 B．小球经过环的最低点时速度最大 C．小球电势能增加EqR D．小球由静止释放到达最低点，动能的增量等于mgR 2．如图为一匀强电场，某带电粒子从A点运动到B点，在这一运动过程中克服重力做的功为2.0 J，静电力做的功为1.5 J．则下列说法正确的是( ) A．粒子带负电 B．粒子在A点的电势能比在B点少1.5 J C．粒子在A点的动能比在B点少0.5 J D．粒子在A点的机械能比在B点少1.5 J 3．如图所示，一电子沿x轴正方向射入电场，在电场中的运动轨迹为OCD，已知O＝A，电子过C、D两点时竖直方向的分速度为vCy和vDy；电子在OC段和OD段动能的变化量分别为ΔEk1和ΔEk2，则( ) A．vCy∶vDy＝1∶2 B．vCy∶vDy＝1∶4 C．ΔEk1∶ΔEk2＝1∶3 D．ΔEk1∶ΔEk2＝1∶4 4．一长为L的细线，上端固定，下端拴一质量为m、带电荷量为q的小球，处于如图所示的水平向右的匀强电场中．开始时，将线与小球拉成水平，小球静止在A点，释放后小球由静止开始向下摆动，当细线转过60°角时，小球到达B点速度恰好为零．试求： (1)A、B两点的电势差UAB； (2)匀强电场的场强大小； (3)小球到达B点时，细线对小球的拉力大小． 5．如图所示，长L＝0.20 m的丝线的一端拴一质量为m＝1.0×10－4 kg、带电荷量为q＝＋1.0×10－6 C的小球，另一端连在一水平轴O上，丝线拉着小球可在竖直平面内做圆周运动，整个装置处在竖直向上的匀强电场中，电场强度E＝2.0×103 N/C.现将小球拉到与轴O在同一水平面上的A点，然后无初速度地将小球释放，取g＝10 m/s2.求： (1)小球通过最高点B时速度的大小； (2)小球通过最高点时，丝线对小球拉力的大小． 6．如图所示，带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两极板间，距下极板0.8 cm，两极板间的电势差为300 V．如果两极板间电势差减小到60 V，则带电小球运动到极板上需多长时间？ 【高考题组】 7．（2014·大纲全国）地球表面附近某区域存在大小为150 N/C、方向竖直向下的电场．一质量为1.00×10－4 kg、带电荷量为－1.00×10－7 C的小球从静止释放，在电场区域内下落10.0 m．对此过程，该小球的电势能和动能的改变量分别为(重力加速度大小取9.80 m/s2，忽略空气阻力)( ) A．－1.50×10－4 J和9.95×10－3 J B．1.50×10－4 J和9.95×10－3 J C．－1.50×10－4 J和9.65×10－3 J D．1.50×10－4 J和9.65×10－3 J 8.(2013·课标全国Ⅱ)如图,匀强电场中有一半径为r的光滑绝缘圆轨道,轨道平面与电场方向平行。a、b为轨道直径的两端,该直径与电场方向平行。一电荷为q(q>0)的质点沿轨道内侧运动,经过a点和b点时对轨道压力的大小分别为Na和Nb。不计重力,求电场强度的大小E、质点经过a点和b点时的动能。 答案精析 【对点题组】 1．【答案】B 【解析】小球在运动过程中除重力做功外，还有电场力做功，所以机械能 ... ...
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