精英家教網(wǎng)如圖所示，豎直平行直線為勻強電場的電場線，電場方向未知，A，B是電場中的兩點，AB兩點的連線長為l且與電場線所夾的銳角為θ．一個質(zhì)量為m，電荷量為-q的帶電粒子以初速度v0．從A點垂直進(jìn)入電場，該帶電粒子恰好能經(jīng)過B點．不考慮帶電粒子的重力大�。�
根據(jù)你學(xué)過的物理學(xué)規(guī)律和題中所給的信息，對反映電場本身性質(zhì)的物理量（例如電場方向），你能作出哪些定性判斷或求得哪些定量結(jié)果？
分析：粒子在電場中做類平拋運動，結(jié)合帶電粒子在水平方向和豎直方向上的運動規(guī)律求出AB兩點的電場強度，以及根據(jù)勻強電場的電勢差的公式求出A、B兩點的電勢差．通過粒子的電性判斷電場強度的方向，從而確定A、B兩點電勢的高低．
解答：解：因粒子帶負(fù)電且向下偏轉(zhuǎn)，故電場力方向向下，所以電場方向豎直向上．
水平方向勻速運動，有：lsinθ=v0t
豎直方向做初速度為零的勻加速運動，有：lcosθ=
1
2
at2
解得：加速度 a=
2v02cosθ
lsin2θ

由qE=ma，得電場強度大小 E=
ma
q
=
2m
v
2
0
cosθ
qlsin2θ

電勢差為：UAB=-Elcosθ=-
2m
v
2
0
cos2θ
qsin2θ
=-
2m
v
2
0
q
cot2θ
答：定性判斷和求得的定量結(jié)果見上．
點評：本題是開放題，問題具有不確定性，豐富多彩，關(guān)鍵要抓住粒子的運動規(guī)律進(jìn)行求解．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2013·北京豐臺一模，24題）（20分）

       如圖所示，豎直平面內(nèi)有一半徑為r、內(nèi)阻為R1、粗細(xì)均勻的光滑半圓形金屬環(huán)，在M、N處與相距為2r、電阻不計的平行光滑金屬軌道ME、NF相接，EF之間接有電阻R2，已知R1＝12R，R2＝4R。在MN上方及CD下方有水平方向的勻強磁場I和II，磁感應(yīng)強度大小均為B�，F(xiàn)有質(zhì)量為m、電阻不計的導(dǎo)體棒ab，從半圓環(huán)的最高點A處由靜止下落，在下落過程中導(dǎo)體棒始終保持水平，與半圓形金屬環(huán)及軌道接觸良好，兩平行軌道中夠長。已知導(dǎo)體棒ab下落r/2時的速度大小為v1，下落到MN處的速度大小為v2。

（1）求導(dǎo)體棒ab從A下落r/2時的加速度大小。

（2）若導(dǎo)體棒ab進(jìn)入磁場II后棒中電流大小始終不變，求磁場I和II之間的距離h和R2上的電功率P2。

（3）當(dāng)導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場II時，施加一豎直向上的恒定外力F=mg的作用，求導(dǎo)體棒ab從開始進(jìn)入磁場II到停止運動所通過的距離和電阻R2上所產(chǎn)生的熱量。

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科目：高中物理 來源：2013屆上海市青浦區(qū)高三期末考試物理試卷（帶解析） 題型：計算題

如圖所示，豎直放置的兩平行帶電金屬板間的勻強電場中有一根質(zhì)量為m的均勻絕緣桿，上端可繞軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，下端固定一個不計重力的點電荷A，帶電量＋q。當(dāng)板間電壓為U1時，桿靜止在與豎直方向成＝45°的位置；若平行板以M、N為軸同時順時針旋轉(zhuǎn)＝15°的角，而仍要桿靜止在原位置上，則板間電壓應(yīng)變?yōu)閁2。求：U1/U2的比值。

某同學(xué)是這樣分析求解的：
兩種情況中，都有力矩平衡的關(guān)系。設(shè)桿長為L，兩板間距為d，當(dāng)平行板旋轉(zhuǎn)后，電場力就由變?yōu)?img src="http://thumb.1010pic.com/pic5/tikupic/1e/d/bf08r1.png" style="vertical-align:middle;" />，電場力對軸O的力臂也發(fā)生相應(yīng)的改變，但電場力對軸O的力矩沒有改變。只要列出兩種情況下的力矩平衡方程，就可求解了。
你覺得他的分析是否正確？如果認(rèn)為是正確的，請繼續(xù)解答；如果認(rèn)為有錯誤之處，請說明理由并進(jìn)行解答。

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年安徽省泗縣二中高二6月檢測物理試卷（帶解析） 題型：計算題

如圖所示，豎直放置的兩平行帶電金屬板間的勻強電場中有一根質(zhì)量為m的均勻絕緣桿，上端可繞軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，下端固定一個不計重力的點電荷A，帶電量＋q。當(dāng)板間電壓為U1時，桿靜止在與豎直方向成＝45°的位置；若平行板以M、N為軸同時順時針旋轉(zhuǎn)＝15°的角，而仍要桿靜止在原位置上，則板間電壓應(yīng)變?yōu)閁2。求：U1/U2的比值。

某同學(xué)是這樣分析求解的：
兩種情況中，都有力矩平衡的關(guān)系。設(shè)桿長為L，兩板間距為d，當(dāng)平行板旋轉(zhuǎn)后，電場力就由變?yōu)?img src="http://thumb.1010pic.com/pic5/tikupic/91/c/neobv.png" style="vertical-align:middle;" />，電場力對軸O的力臂也發(fā)生相應(yīng)的改變，但電場力對軸O的力矩沒有改變。只要列出兩種情況下的力矩平衡方程，就可求解了。
你覺得他的分析是否正確？如果認(rèn)為是正確的，請繼續(xù)解答；如果認(rèn)為有錯誤之處，請說明理由并進(jìn)行解答。

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科目：高中物理 來源：2014屆安徽省高二6月檢測物理試卷（解析版） 題型：計算題

如圖所示，豎直放置的兩平行帶電金屬板間的勻強電場中有一根質(zhì)量為m的均勻絕緣桿，上端可繞軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，下端固定一個不計重力的點電荷A，帶電量＋q。當(dāng)板間電壓為U1時，桿靜止在與豎直方向成＝45°的位置；若平行板以M、N為軸同時順時針旋轉(zhuǎn)＝15°的角，而仍要桿靜止在原位置上，則板間電壓應(yīng)變?yōu)閁2。求：U1/U2的比值。

某同學(xué)是這樣分析求解的：

兩種情況中，都有力矩平衡的關(guān)系。設(shè)桿長為L，兩板間距為d，當(dāng)平行板旋轉(zhuǎn)后，電場力就由變?yōu)?img src="http://thumb.1010pic.com/pic6/res/gzwl/web/STSource/2013071211472654866968/SYS201307121147532325581747_ST.files/image005.png">，電場力對軸O的力臂也發(fā)生相應(yīng)的改變，但電場力對軸O的力矩沒有改變。只要列出兩種情況下的力矩平衡方程，就可求解了。

你覺得他的分析是否正確？如果認(rèn)為是正確的，請繼續(xù)解答；如果認(rèn)為有錯誤之處，請說明理由并進(jìn)行解答。

 

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科目：高中物理 來源：2012-2013學(xué)年上海市青浦區(qū)高三期末考試物理試卷（解析版） 題型：計算題

如圖所示，豎直放置的兩平行帶電金屬板間的勻強電場中有一根質(zhì)量為m的均勻絕緣桿，上端可繞軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，下端固定一個不計重力的點電荷A，帶電量＋q。當(dāng)板間電壓為U1時，桿靜止在與豎直方向成＝45°的位置；若平行板以M、N為軸同時順時針旋轉(zhuǎn)＝15°的角，而仍要桿靜止在原位置上，則板間電壓應(yīng)變?yōu)閁2。求：U1/U2的比值。

某同學(xué)是這樣分析求解的：

兩種情況中，都有力矩平衡的關(guān)系。設(shè)桿長為L，兩板間距為d，當(dāng)平行板旋轉(zhuǎn)后，電場力就由變?yōu)?img src="http://thumb.1010pic.com/pic6/res/gzwl/web/STSource/2013031412444089835537/SYS201303141245548201802152_ST.files/image005.png">，電場力對軸O的力臂也發(fā)生相應(yīng)的改變，但電場力對軸O的力矩沒有改變。只要列出兩種情況下的力矩平衡方程，就可求解了。

你覺得他的分析是否正確？如果認(rèn)為是正確的，請繼續(xù)解答；如果認(rèn)為有錯誤之處，請說明理由并進(jìn)行解答。

 

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