高中物理电场计算题题.docx

高中物理电场计算题题.docx16．（ 12 分）
如图所示，空间存在范围足够大的竖直向下的匀强电场，电场强度大小

E
-4
=l ．0×10 v/m，在绝缘地板上固定有一带正电的小圆环 A。初始时，带正电的
绝缘
轨。以小物体通过 C 点时为计时起点，以后，场强大小不变，方向反向。已知
斜 轨与 小物 体 间的 动摩 擦因 数 μ = 。 设 小 物 体的 电 荷量 保持 不变 ，取
g=10m/s2． sin37 0=，cos370 =。
求弹簧枪对小物体所做的功；
在斜轨上小物体能到达的最高点为 P，求 CP的长度。
17. 解析：（ 1）设弹簧枪对小物体做功为 W f ，有动能定理得：
Wf
mgr(1
cos )
1
mv02
①
2
代入数据得： Wf

②
（2）取沿平直斜轨向上为正方向，设小物体通过
C 点进入电场后的加
速度为 a1 ，由牛顿第二定律得
mg sin
mg cos
qE
ma1
③
小物体向上做匀减速运动，经
t1 ，速度达到 v1 ，有
v1
v0 a1t1
④
由③④可得
m
1
2
v1
s ， 设 运动 的 位 移 为 s1
， 有 s1 v0t1
2 a1 t1
⑤
电场反向之后，设小物体的加速度为 a2 ，由牛顿第二定律得
mg sin
mg cos
qE
ma2
⑥
设小物体以此加速度运动到静止，所用时间为
t2 ，位
移为 s2
A
0
v1 a2 t2
⑦
s2
v1t2
1 a2t 22
2
⑧
B
设 CP
的长度为
s ， 有
s s1
s2
⑨
联立得 s

（ 14 分）如图所示，两块竖直放置的导体板间存在水平向左的匀强电场，板
间距离为 d 。有一带电量为 q 、质量为 m 的小球（可视为质点）以水平速度
从 A 孔进入匀强电场，且恰好没有与右板相碰，小球最后从 B 孔离开匀强电
场，若 A、 B 两孔的距离为 4d ，重力加速度为 g ，求：
（1）两板间的场强大小；
（2）小球从 A 孔进入电场时的速度；
（3）从小球进入电场到其速度达到最小值，小球电势能的变化
量为多少？
解：（1）由题意可知，小球在水平方向先减速到零，然后反向加速。设小球进入 A 孔的速度为 v0 ，减速到右板的时间为 t ，则有：
水平方向： d
v0 t
1 qE t 2
0 v0
qE t （ 2 分）
2 m
m
竖直方向： 4d
2
（1 分）
1 g 2t
2
mg
（1 分）
联立解得 E
q
（2）在水平方向上根据牛顿第二定律有 qE max
（1 分）
根据运动学公式有 0 v02 2( ax )d （1 分）
联立解得 v0
2gd （ 1 分）
（ 3）小球进入电场后，在水平方向上做减速运动，即vx
v0
qE t （1 分）
m
在竖直方向上做加速运动，即
vy
gt
（1 分）
小球在电场中的速度大小为
v
vx2
vy2
（1 分）
联立由数学知识可得 t v0 时小球速度达到最小，此时粒子在水平方向的
2g
位移为：
x