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高考物理二轮复习 等效法处理电场中的圆周运动专题测试及答案


高三物理二轮专题:等效法处理电场中的圆周运动 班级 姓名 座号 “等效重力场”中的部分概念与复合之前的相关概念 之间关系及其规律。具体如 下: 等效重力场 等效重力 ? 重力场、电场叠加而成的复合场 ? 重力、电场力的合力 等效重力加速度 ? 等效重力与物体质量的比值 等效“最低点” ? 物体自由时能处于稳定平衡状态的位置 等效“最高点” ? 物体圆周运动时与等效“最低点”关于圆心对称的位置 等效重力势能 ? 等效重力大小与物体沿等效重力场方向“高度”的乘积 绳拉物体在竖直平面内做圆周运动规律: 一、在重力场中: 1、临界最高点: mg ? mv 2 得: v ? gl l 特点: mg 与绳的拉力在同一直线上,且方向相同 2、最低点: 物体速度最大,绳的拉力最大 特点: mg 与绳的拉力在同一直线上,且方向相反 注意:不论最高点还是最低点,速度与合力必垂直,电场中带电粒子在竖直平面内做 圆周运动: 二、复合场中: 1、临界状态在等效“最高点” : mg ? ' mv 2 ' 得: v ? g l l 等效“最高点” :物体速度最小,绳的拉力最小。 特点: mg 和 qE 的合力与绳的拉力在同一直线上,且方向相同 2、等效“最低点”: 物 体速度最大,绳的拉力最大 特点: mg 和 qE 的合力与绳的拉力在同一直线上,且方向相 反 注意:不论最高点还是最低点,速度与合力必垂直 1 例 1 、光滑绝缘的圆形轨道竖直放置,半径为 R,在其最低点 A 处放一质量为 m 的带电小 球,整个空间存在匀强电场,使小球受到电场力的大小为 3 m g ,方向水平向右,现给 3 小球一个水平向右的初速度 v0 , 使小球沿轨道向上运动, 若小球刚好能做完整的圆周运动, 求 v0 . 例 2 如图所示,半径 R = 0.8m 的光滑绝缘导轨固定于竖直平面内,加上某一方向的 匀强电场时,带正电的小球沿轨道内侧做圆周运动.圆心 O 与 A 点的连线与竖直成一角度 θ ,在 A 点时小球对轨道的压力 N = 120N,此时小球的动能最大.若小球的最大动能比最 小动能多 32J,且小球能够到达轨道上的任意一点(不计空气阻力) .则: (1)小球的最小动能是多少? (2)小球受到重力和电场力的合力是多少? (3)现小球在动能最小的 位置突然撤去轨道,并保持其他量都不变,若小球在 0.04s 后的动能与它在 A 点时的动能相等,求小球的质量. 2 练习:1、如图 1 所示,细线拴一带负电的小球,球处在竖直向下的匀强电场中, 使小球在竖直平面内做圆周运动,则( A.小球不可能做匀速 圆周运动 B.当小球运动到最高点 B 时绳的张力一定最小 C.小球运动到最低点 A 时,球的线速度一定最大 D.小球运动到最低点 A 时,电势能一定最 大 ) 图1 图2 2、如图 2 所示,一个绝缘光滑半圆轨道放在竖直向下的匀强电场中,场强为 E,在其 上端与圆心等高处有一个质量为 m, 带电荷量为+q 的小球由静止开始下滑, 则 ( A.小球 运动过程中机械能守恒 B.小球经过最低点时速度最大 ) C.小球 在最低点对环的压力大小为(mg+qE) D.小球在最低点对环的压力大小 为 4(mg+qE) 3、如图所示,一半径为 R 的 绝缘圆形轨道竖直放置,圆轨道最低点与一条水平轨道相 连,轨道都是光滑的。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场,场强为 E。从水平轨 道上的 A 点由静止释放一质量为 m 的带正电的小球,已知小球受到的电场力大小等于 小球重力的

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