1、3、带电粒子在电场中作圆周运动,例4 如图13，一长为L的绝缘细线下端系质量 为m的金属小球，并带有 -q的电荷量，在细线 的悬点o处放一带电荷量为+q的点电荷。要使 金属球能在竖直平面内做完整的圆周运动，求：,(1)金属球在最高点的最小速度值是多大？(2)如果金属球刚好通过最高点，则它通过最低,点时的速度多大？,(1),，(2),。,例5、如图所示，在某竖直平面内有一水平向右 的匀强电场，场强E=1104N/C。场内有一半 径R=2m的光滑竖直绝缘环形轨道，轨道的内 侧有一质量为m=0.4kg、带电量为q=+310- 4C 的小球，它恰能沿圆环作圆周运动。取圆环的最 低点为重力势能和电势能的
2、零势能点。求： 小球机械能的最小值； 重力势能和电势能的和的最小值。,4、带电粒子在电场中作周期性运动,方法与技巧带电粒子在交变电场中做直线运动，可以采用图象法解决，优点是非常形象直观，而且可以同时分析出多个物理量。,例5、将如图所示交变电压加在平行板电容器A、B两极板上， 开始B板电势比A板电势高，这时有一个原来静止的电子正处 在两板的中间，它在电场作用下开始运动，设A、B两极板的 距离足够大，下列说法正确的是（ ）,A、电子一直向着A板运动 B、电子一直向着B板运动,C、电子先向A运动，然后返回B板运动， 之后在AB两板间做周期性往复运动,D、电子先向B运动，然后返回A板运动， 之后在AB
3、两板间做周期性往复运动,分析与解答根据交变电压的变化规律，不难确定电子所受 电场力的变化规律，从而作出电子的加速度a、速度v随事件 变化的图线，如图所示，从图中可知，电子在第一个T/4内作 匀加速运动，第二个T/4内作匀减速运动，在这半个周期内， 因初始B板电势高于A板电势，所以电子向B板运动，加速度 大小为,。在第三个T/4内作匀加速运动，第四个T/4内作匀减速运动。 但在这半个周期内运动方向与前半个周期相反，向A板运动， 加速度大小为,，所以，电子作往复运动，综上分析正确答案应为D,例6、如图所示A、B是一对平行的金属板.在两板间加 上一周期为T的交变电压U.A板的电势UA0，B板的 电势
4、UB随时间的变化规律为：在0到T/2的时间内， UBU0(正的常数)；在T/2到T的时间内，UB-U0； 在T到3T/2的时间内，UBU0；在3T/2到2T的时间内 UB-U0，现有一电子从A板上的小孔进入两板 间的电场区内。设电子的初速度和重力的影响均可忽略 ，则 （ AB ） A若电子是在t0时刻进入的，它将一直向B板运动 B若电子是在tT/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上 C若电子是在t3T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A 板运动，最后打在B板上 D若电子是在tT/2时刻进入的，它可能时而向B板运动时而向A板运动,练习1.图中A、B是一对中
5、间开有小孔的平行金属板, 两小孔的连线与金属板面相垂直,两极板 的距离为l.两极板间加上低频交流电压,A板 电势为零,B板电势u=U0coswt.现有一电子 在t=0时穿过A板上的小孔射入电场.设初速度和 重力的影响均可忽略不计.则电子在两极板间 可能( A C ) (A)以AB间的某一点为平衡位置来回振动 (B)时而向B板运动,时而向A板运动,但最后穿出B板 (C)一直向B板运动,最后穿出B板,如果w小于某个值w0, l小于某个值l 0 (D)一直向B板运动,最后穿出B板,而不论w、l为任何值,2.如图所示，在粗糙水平面上相距L=1.0m处，固定有两个绝缘挡板 M、N，在它们正中间处有一个质
6、量为m=5.010-2kg，电荷量为 q=-2.010-4C的带电物体A（可视为质点）。A与水平面间的动摩擦 因数=0.10。空间有水平向右的匀强电场，场强E=2.5102V/m。 取g=10m/s2。现给A一个瞬时冲量，使它以v0=3.0m/s的初速度向右 运动，设A与挡板M、N碰撞过程没有动能损失。求： 物体A与N碰后向左运动过程的加速度a多大？ 物体A最终停止运动时距挡板N多远？ 全过程摩擦生热Q是多少？,答案.0 0.25m 0.2125J,3.示波管的主要结构由电子枪、偏转电极和荧光屏组成。 在电子枪中，电子由阴极K发射出来，经加速电场加速， 然后通过两对相互垂直的偏转电极形成的电场
7、，发生偏转 。 其示意图如图（图中只给出了一对YY/方向偏转的电极）所 示。已知：电子质量为m，电量为e，两个偏转电极间的距 离为d，偏转电极边缘到荧光屏的距离为L。没有加偏转电 压时，电子从阴极射出后，沿中心打到荧光屏上的O点时动 能为E0。设电子从阴极发射出来时的初速度可以忽略，偏转 电场只存在于两个偏转电极之间。求：电子枪中的加速电 压U是多少？如果YY/方向的偏转电极加的偏转电压是Uy， 电子打到荧光屏上P点时的动能为Et，求电子离开偏转电场时， 距中心线的距离Sy。,答案.U=E0/e SY=(Et-E0)d/eUy,4.如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场。 电量
8、为q、动能为Ek的带电粒子从a点沿ab方向进入电场，不 计重力。若粒子从c点离开电场，求电场强度的大小和粒子 离开电场时的动能；若粒子离开电场时动能为Ek，则电场 强度为多大？,答案. ,，5Ek 若从bc边离开电场，,；若从cd边离开电场，则,5.如图所示，竖直放置的平行金属板间距为d=8cm，板间电压为 U=2.0103V。在其间的匀强电场中用丝线悬挂一个带负电的小球， 丝线长L=6.0cm，小球质量为m=2.0g。将小球拉到与悬点O等高的 B点后将它无初速释放，小球摆到O点正下方的A点时速率为零。 求： 小球的电荷量q； 小球下摆过程中的最大速度vm。,答案.810-7C 0.70m/s,
