带点粒子在电场中的应用

来源：学生作业帮编辑：作业帮分类：物理作业时间：2024/05/28 19:46:21

老师下面这道题，我不会你能帮我写出详细过程吗？谢谢

解题思路：小环在置于电场中的倾斜的光滑绝缘直杆上匀速下滑，由共点力平衡结合重力与支持力方向可判断出电场力方向，又由电场强度的方向可得出电荷的电性．当小环离开直杆后，仅少了支持力．则此时的合力就是由重力与电场力提供，由牛顿第二定律可求出离开后的加速度大小与方向．小环离开直杆后，所受合力恰与速度方向垂直，因此做的类平抛运动．当小环从C到P过程中，电场力做功刚好为零，动能的变化完全由重力做功引起．当求小环离开直杆的速度时，仅从离开前无法入手，而离开后做类平抛运动，所以利用垂直于杆的方向与沿杆的方向的位移可求出小环的抛出速度．
解题过程：
同学你好，本题解答如下，如有不懂，及时讨论，以便及时给予解答，学习快乐加油！
第一：本题考查带电粒子在电场与重力场共同作用下的运动，在直杆的束缚下的匀速直线运动与没有束缚下的类平抛运动．重点突出对研究对象的受力分析与运动分析，结合运动学公式、牛顿第二定律与动能定理等物理规律．
解：（1）对带电小环受力分析

因带电小环匀速下滑，加之电场强度水平向左，所以小环带负电．
由几何关系可知，小环所受电场力与重力大小相等．则小环离开直杆后所受的合外力大小为：F_合=2mg
由牛顿第二定律可得：a＝2g＝102m/s2
方向垂直于杆向下（或与水平方向成45°角斜向下）．
（2）设小环从C运动到P过程中动能的增量为△E_k．由动能定理有：W_G+W_E=△E_k
∵电场力做功为零W_E=0
∴△E_k=W_G=mgh=4J
（3）小环离开杆做类平抛运动．如图所示建立坐标x、y轴垂直于杆方向做匀加速运动：y＝12at2＝22h
平行于杆方向做匀速运动：x＝υ0t＝22h

解得：υ₀=2m/s
最终答案：略

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