福建晋江平山中学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

1、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U 重力场、电场叠加而成的复合场等效重力之重力、电场力的合力等效重力加速度：二等效重力与物体质量的比值等效“最低点” U 物体自由时能处于稳定平衡状态的位置等效“最高点” U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U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：21 、临界最高点：mg =mv-得：v=J7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

2、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=- 得：v=jg7 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,3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、一mg,方向水平向右，现给 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Vo .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0 ,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

4、它在 A点时的动能相等，求小球的质量.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(mc+qE) D .小球在最低点对环的压力大小为 4

5、 (mc+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3小球重力的4倍。为使小球刚好能在圆轨道内做圆周运动，(1)释放点A距圆轨道最低点B的距离So(2)小球速度最大时，轨道对小球的弹力大小4、如图所示，质量为m,带电量为q(q0)的小球，用一长为L的绝缘细线系于一足够大的匀强电场中的 O点，电场方向竖直向下，电场强度为E,为使带电小球能在竖直面内绕O点作完整的圆周运动，求在最低点时施给小球水平初速度 线受到

6、的最大拉力应满足什么条件？v0应满足什么条件？小球在运动中细5、（变式1）若上题中的匀强电场方向是竖直向上，其他条件不变，使小球做完整圆周运动，求在最低点时施给小球水平初速度v0应满足什么条件？小球在运动中细线受到的最大拉力应满足什么条件？提示：考虑三种情况要完成圆周运动的临界点：（1）、若Eq=mg （2）若Eqmg （3）若Eqmg6、在方向水平向左白匀强电场中，一根长为L的不可伸长的不导电细线的一端连着一质量为m的带电小球，另一端固定于 O点，把小球拉起直至细线与场强平行的 A点，然后无初速 度释放，已知小球下摆到最低点的另一侧的 B点，线与竖直方向的最大夹角为 “（如图示）. 求：判断

7、小球带正电还是负电小球经过最低点时细线拉力。E等效法处理电场中的圆周运动.例 2 （1） Ee=8JF = 20N0.01kg解析：、（2）小球在电场和重力场的复合场中运动，因为小球在A点具有最大动能，所以复合场的方向由 O指向A,在AO延长线与圆的交点 B处小球具有最小动 能EkB.设小球在复合场中所受的合力为 F,则有；1X-F = mRE120-尸=渊即：as _JL4 （ 3 分）带电小球由A运动到B的过程中，重力和电场力的合力做功，根据动能定理有： TOC o 1-5 h z F?2R = Eb-Ea = -32（3 分）由此可得：F = 20N , Ekb=8J即小球的最小动能为 8J （1分），重力和电场力的合力为20N. （1分）（3）带电小球在 B处时撤去轨道后，小球做类平抛运动，即在BA方向上做初速度为零的匀加速运动，在垂直于BA方向上做匀速运动.设小球的质量为m,则:!广空2R =2 取（2 分） 得：m = 4R = 0.01kg（2 分）1、D2、B3、解：圆弧轨道上，在复合场中“最高点”D