第 1 章 静电力与电场强度[巩固层·知识整合](教师用书独具)[提升层·能力强化]力电综合问题1
受力情况带电体在电场中受到电场力作用,还可能受到其他力的作用,如重力、弹力、摩擦力等
2.解题方法(1)物体在各个力的作用下,若处于平衡状态,即静止或做匀速直线运动,物体所受合外力为零,利用力的平衡条件解题
(2)物体在各个力的作用下做变速运动(直线或曲线),物体所受合外力不为零,利用牛顿第二定律解题
总之,处理这类问题,就像处理力学问题一样,只是分析受力时注意别忘了电场力
【例 1】 竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场,电场强度为 E,在该匀强电场中,用丝线悬挂质量为 m 的带电小球,丝线跟竖直方向成 θ 角时小球恰好平衡,如图所示
则:(1)小球带电荷量 q 是多少
(2)若剪断丝线,小球碰到金属板需多长时间
[解析] (1)由于小球处于平衡状态,对小球受力分析,如图所示,可得 qE=mgtan θ,故 q=
(2)由于 T=,剪断丝线后小球所受电场力和重力的合力与未剪断丝线时丝线的拉力大小相等,故剪断丝线后小球所受重力和电场力的合力等于,小球的加速度 a==
小球由静止开始沿着剪断前丝线拉力的反方向做匀加速直线运动,当碰到金属板时,它的位移为 s=,由 s=at2得 t===
[答案] (1) (2)[一语通关] “四步”巧解力电综合问题(1)分析电场确定研究对象
(2)“整体法、隔离法”做好受力分析
(3)明确力的方向和个数巧建坐标系
(4)根据状态列方程求解
带电体在电场中的运动1
带电体在电场中的运动是一类综合性很强的问题,解决这类问题时,常把带电体看作点电荷,应用力学知识(如牛顿运动定律、动能定理等)求解
2.带电体在匀强电场中受到的电场力是恒力,若带电体只受电场力作用,则其运动是在恒力作用下的运动,解决问题的思路是抓住两个分析:受力分析和运动分析