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32. 真空中存在空间范围足够大的、水平向右的匀强电场,在电场中,若将一个质量为m带正电的小球由静止释放,运动中小球的速度与竖直方向夹角为37°(取sin37°= 0.6,cos37°= 0.8)。现将该小球从电场中某点以初速度v0竖直向上抛出,求运动过程中:
题图 题图
小球受到的电场力的大小和方向?
小球从抛出点至最高点的电势能变化量?
小球的最小动量的大小和方向?则电场力大小静电力的方向水平向右。
竖直向上抛出的小球在重力和电场力的作用下做匀变速曲线运动(类斜抛)沿竖直方向做匀减速运动,vy = v0-gt沿水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,小球上升到最高点的时间这段时间里小球沿水平方向的位移,电场力做功小球上升到最高点的过程中,电势能减少.
水平分速度vx = axt,竖直分速度vy = v0-gt 小球的速度由以上各式得出解得:当时,有最小值此时,,,所以,小球动量的最小值,最小动量的方向与电场方向夹角为37°斜向上。

👩‍🏫 教师答案
【答案】见详解
【详解】解:(1)从静止释放的小球在重力和电场力的作用下做初速度为零的匀加速直线运动,所
受合外力方向与运动方向一致,如图所示。
则电场力大小
静电力的方向水平向右。
(2)竖直向上抛出的小球在重力和电场力的作用下做匀变速曲线运动(类斜抛)
沿竖直方向做匀减速运动,v =v-gt
xxy0
沿水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,
小球上升到最高点的时间
这段时间里小球沿水平方向的位移
电场力做功
小球上升到最高点的过程中,电势能减少.
(3)水平分速度v = at,竖直分速度v = v-gt小球的速度
由以上各式得出
解得:当时,有最小值
此时,,,
所以,小球动量的最小值,
最小动量的方向与电场方向夹角为37°斜向上。
(1)电源:如下图中,能把电子从A 搬运到B 的装置P 就是电源,A 和B是电源的两个电极。
(2)A、B周围空间的电场是由电源、导线等电路元件所积累的电荷共同形成的。电荷的分布是
稳定的,不随时间变化,电场的分布也不会随时间变化。这种由稳定分布的电荷所产生的稳定的
电场,叫作恒定电场。
(4)在恒定电场的作用下,导体中的自由电荷做定向运动,在运动过程中与导体内不动的粒子
不断碰撞,碰撞阻碍了自由电荷的定向运动,结果是大量自由电荷定向运动的平均速率不随时间
(1)电流的强弱程度用电流这个物理量表示。单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,电流就
越大。
如果用I表示电流、q表示在时间t内通过导体横截面的电荷量,则有:
(2)在国际单位制中,电流的单位是安培,简称安,符号是A
常用的电流单位:1mA=10-3A;1μA=10-6A
锂电池电池的容量,通常以“安时”(A·h)或“毫安时”(mA·h)作单位。
C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多,电流越大
【来源】 例题与变式·必修第三册·第五节 带电粒子在电场中的运动 · 物理 · 第32题
【难度】★★★☆☆ 【题型】解答题
【章节】 10-静电场中的能量
【考点】 粒子运动的其他问题