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及答案

高三物理二轮专题：等效法处理电场中的圆周运动

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“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 ? 重力场、电场叠加而成的复合场 等效重力 ?重力、电场力的合力 等效重力加速度? 等效重力与物体质量的比值

等效“最低点”? 物体自由时能处于稳定平衡状态的位置

等效“最高点”?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 ?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:

mv2 1、临界最高点：mg?得：v?gl l 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：

mv2' 1、临界状态在等效“最高点”：mg? 得：v?gl 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

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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

3mg，方向水平向右，现给3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v0.

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θ，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后的动能与它在A点时的动能相等，求小球的质量．

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