带电粒子在电场和重力场(复合场)中的运动
1. 一条长为L的细线上端固定在O点,下端系一个质量为m的带电小球,将它置于一个很大的匀强电场中,场强为E,方向水平向右。已知小球在B点时平衡,细线与竖直方向的夹角为α,如图所示。求:当悬线与竖直方向的夹角多大时,才能使小球由静止释放后,细线到竖直位置时,小球的速度恰好为零?
2. 如图所示:⑴一细线的一端固定于O点,另一端系一小球在竖直平面内做圆周运动,线长为L,若小球恰好通过最高点B,则小球在A点至少应有多大的速度?
⑵在竖直方向上、大小为E的匀强电场中,用长L的绝缘细线系一个质量为m,带电量为+q的小球,另一端固定在O点。①若电场强度E=mg/q,在最低点A给静止小球一个任意大小的水平初速度v ,小球能否在竖直平面内做匀速圆周运动?若能,写出绳中张力T与速度v的关系式。②若电场强度E =2mg/q,要使小球在竖直平面内做圆周运动,在最低点A至少应给小球多大的水平速度?
3.课堂分析第2题中(2):匀强电场的方向改为竖直向下,则①②两问的结论又怎样?
4.如图所示,沿水平方向有一匀强电场,在该电场中,用不可伸长的长为L绝缘细绳一端拴一个带电小球,另一端固定在O点。已知带电小球所受重力是其所受电场力的3倍,且小球能在平行于电场方向的竖直平面内做圆周运动。求小球在最低点A处速度的大小和运动过程中最大速度的大小。
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5.如图所示,在水平方向的匀强电场中,用长为L的绝缘细线,把一质量为m , 带电量为+q的小球系于O点并固定。开始时连线将球拉成水平,突然松开后,小球由静止开始向下摆动,当细线转过600时的速度恰好为零。求:
⑴A、B间的电势差。
⑵电场强度的大小。
6.在水平方向的匀强电场中,一个不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球,另一端固定于O点。把小球拉起到细线与场强平行,然后无初速度释放。已知小球摆到最低点的另一侧,线与竖直方向的夹角为α。求小球经过最低点时细线对小球的拉力?
7.半径为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内,环上套有一质量为m的带正电的珠子。空间存在水平向右的匀强电场,如图所示。珠子所受静电力是重力的3/4。将珠子从环上最低点A静止释放。求珠子能获得的最大动能。
O r E