2021年天津市高考物理电场复习题 (12)

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12．如图所示，一质量为m 的带电粒子从A 点开始以与水平成θ角的初速度v 0在电场强度为E 匀强电场中运动，粒子运动的轨迹为一条直线，能到达的最高点为B 点，不计空气阻力，重力加速度大小为g 。

求：
（1）粒子的电性和电荷量的大小；
（2）粒子从A 到B 所用的时间；
（3）粒子A 到B 电势能的变化量。

【解答】解：（1）粒子做直线运动，电场力和重力的合力在此直线上，则知粒子所受的电场力方向水平向左，与电场强度方向相反，则粒子带负电
且有：tanθ=
mg qE 得：q =mg Etanθ
（2）粒子做匀减速直线运动，由牛顿第二定律得：
mg sinθ=ma 由运动学公式有：0﹣v 0＝﹣at
得：t =v 0sinθg
（3）粒子从A 到B 的位移为：x =12v 0t
电场力对粒子所做的功为：W E ＝﹣qExcos θ
可得：W E =−12mv 02cos 2θ
则有：△E P =−W E =12mv 02cos 2θ 答：（1）粒子带负电，电荷量的大小是
mg Etanθ； （2）粒子从A 到B 所用的时间是v 0sinθg
； （3）粒子A 到B 电势能的变化量是12mv 02cos 2θ。