姓名：________
班级：________
学号：________
第10题预测题型1
电学综合计算题
带电粒子在电场中的运动
1．2015沈阳四校联考如图1所示，在倾角θ＝37°的绝缘斜面所在空间存在着竖直向上的匀强电场，场强E＝40×103NC，在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板．质量m＝020kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始下滑，滑到斜面底端以与挡板相碰前的速率返回．已知斜面的高度h＝024m，滑块与斜面间的动摩擦因数μ＝030，滑块带电荷量q＝－50×10取重力加速度g＝10ms2，si
37°＝060，cos37°＝080求：
－4
C，
图11滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小；2滑块在斜面上运动的总路程s和系统产生的热量Q
2．2015龙岩综测如图2所示，ABCD为竖直放置的光滑绝缘细管道，其中AB部分是半径1为R的圆弧形管道，BCD部分是固定的水平管道，两部分管道恰好相切于B水平面内的M、4N、B三点连接构成边长为L的等边三角形，MN连线过C点且垂直于BCD两个带等量异种电荷的点电荷分别固定在M、N两点，电荷量分别为＋Q和－Q现把质量为m、电荷量为＋q的小球小球直径略小于管道内径，小球可视为点电荷，由管道的A处静止释放，已知静电力常量为k，重力加速度为g求：
1
f图21小球运动到B处时受到的电场力的大小；2小球运动到C处时的速度大小；3小球运动到圆弧最低点B处时，小球对管道压力的大小．
2
f答案精析
第10题
预测题型1
电学综合计算题
带电粒子在电场中的运动
1．124ms21m096J解析1滑块沿斜面下滑的过程中，受到的滑动摩擦力Ff＝μmg＋qEcos37°＝096N设到达斜面底端时的速度为v，根据动能定理得h1mg＋qEh－Ff＝mv2si
37°2解得v＝24ms2滑块最终将静止在斜面底端．因此重力势能和电势能的减少量等于克服摩擦力做的功mg＋qEh＝Ffs解得滑块在斜面上运动的总路程：s＝1mQ＝Ffs＝096JQq2．1k222gR3LQq9m2g2＋k22L
解析1设小球在圆弧形管道最低点B处分别受到＋Q和－Q的库仑力分别为F1和F2Qq则F1＝F2＝k2①L小球运动到B处时受到的电场力为F1和F2的合力F，由平行四边形定则得：F＝2F1cos60°②qQ联立①②得：F＝k2③L2管道所在的竖直平面是＋Q和－Q形成的合电场的一个等势面，小球在管道中运动时，小球受到的电场力和管道对它的弹力都不做功，只有重力对小球做功，小球的机械能守恒，有：1mgR＝mv2－0④2C
3
f解得vC＝2gR⑤3设在B点管道对小球沿竖直方向的压力为FNBy，在竖直方向对小球应用牛顿第二定律得：r