1.處理直線運動的等效方法
均勻電場中的帶電體,除了靜電力外,通常還會受到重力等其他外力的作用。 對于這類問題物理中的重力要畫垂直符號嗎,我們可以把重力與清河電力的合力看成一個“等效重力”,或者把重力場和電場疊加成一個“等效重力場”,這樣可以更簡單地解決這個問題。
例子:如圖所示,
在距離斜面底端B為L的C點垂直固定一根直桿,桿的高度也為L。桿的下端A與斜面底端B之間為a光滑且絕緣的輕質細繩,剛好靠在一起。 一個電荷為q、質量為m的圓環(可以看作質點)從繩索中穿過,整個系統處于水平狀態。 在右側均勻電場中,已知弦與垂直方向的傾角θ=30°(取g=10m/s2)。 如果圓環在 A 點從靜止位置滑落,并且弦沒有變形,則計算圓環在弦上滑動的時間。
2. 處理類似平拋問題的等效方法
當電場中帶電粒子的合力即“等效重力”垂直于初速度時,帶電粒子的運動可視為類似于平拋運動。
例子:如圖所示,
將兩塊長度為L的平行金屬板M、N斜放,板與水平方向的傾角為θ=37°。 一個質量為m、電荷為q的帶正電的小球(可以看作質點)從y軸上的A點以初速度v?水平向右拋出,帶電小球剛好能穿過立式M板的中心孔。 B 在兩塊木板之間走動。 重力加速度為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8。 (1) 求帶電球從y軸上的拋點A拋出時的初速度v?;
(2) 如圖所示平行金屬板M、N之間存在均勻電場,
而電場硬度為E=4mg/5q。 為保證小球不擊中第N塊板,求兩塊平行板M、N的垂直距離d的最小值。
3.處理圓周運動的等效方法
應用“等效重力”和“等效重力加速度”求解。 具體解題步驟:
1、求出重力與電場力的合力F,將該合力視為“等效重力”mg';
2. 將g'視為“等效重力加速度”;
3、將物體在引力場中做圓周運動的規律應用到等效引力場中進行分析求解。
4.化學最高點。 重力和電場力的合力位于沿弧徑向外,即化學最高點(圖中C點)。
A。 在邏輯的最高點,帶電粒子的速度最大。
b. 在邏輯最高點,軌道上帶電粒子的壓力最大,可根據向心力公式求得。
5. 邏輯最低點。 重力與電場力的合力沿弧徑向內移動,即化學最低點(圖中D點)。 當帶電粒子運動到最低點時,“等效重力”提供向心力,臨界速度v Lin=g'R。
例子:如圖所示物理中的重力要畫垂直符號嗎,
絕緣光面軌道AB部分為夾角為30°的斜面,AC部分為垂直面上直徑為R的圓形軌道,斜面與圓形軌道相切。 整個裝置處于均勻電場中,電場強度為E,方向水平向右。 有一個帶正電的球,質量為m,所帶電荷為q=√3mg/3E。 為使小球安全通過圓形軌道,0點初速度應滿足什么條件?