用等效法解静电场综合性习题等效法是把复杂的物理现象,物理过程转化为简单的物理现象物理过程来研究和处理的一种科学思想方法,它是物理学研究的一种重要方法。例1:一条长为l的细线上端固定在O点,下端系一个质量为m的小球,将它置于一个足够大的匀强电场中,场强为E,方向水平向右。已知,小球在B点时恰好处于平衡,细线与竖直方向夹角为角如图,求(1)当细线与竖直方向夹角为多大时,才能使小球由静止释放后细线摆到竖直位置时,小球速度恰好为零。(2)当细线与竖直方向成角时,小球至少有多大的速度,才能使小球做圆周运动。EOBm等效重力场BCAOG’=mgcosG’qEmgAOC=在B点:tg=qE/mg设小球由C点(细线与竖直方向夹角为)运动到最低点A时,速度恰好为零。mgl(1-cos)=qElsintg=1-cossin=2根据能量守恒定律“最高点”DDVD“最低点”BBVBG’O解:设小球在重力场和匀强电场中,等效重力mgG’=cos在D点lG’=mVD2从BD由能量守恒定律12mVB2=mgcosl2+12mVD2在D点小球刚好通过则绳的拉力为零mgcos+qEsin=mVD2lmgcos+mgtgsin=mVD2lmg/cos=mVD2l从BD由动能定理12mVB2=2mglcos+2qElsin+12mVD2DVDVBOmgqEqEmg如不按等效场来解使小球恰好通过最高点VB=?VBVDlmO联想:
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