Question

豎直平面xoy內(nèi)有一半徑為R=m，圓心O與坐標(biāo)系的原點(diǎn)重合的圓形區(qū)域，如圖所示，在圓心O有一噴槍可在xoy平面內(nèi)沿各個(gè)方向噴出初速度為v=1m/s，質(zhì)量為m=1×10^-6kg，帶電量為q=-1×10^-8C的油滴．圓形區(qū)域內(nèi)的勻強(qiáng)電場(chǎng)方向沿-y方向，電場(chǎng)強(qiáng)度E=8×10² N/C．（不考慮油滴間的相互作用 ）
（1）由坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向噴出的油滴，在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
（2）射出圓形電場(chǎng)油滴的最大動(dòng)能
（3）定性說(shuō)明油滴從（R，0）點(diǎn)射出時(shí)，油滴在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡．

Answer 1

【答案】分析：（1）帶電粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，分別分析x軸和y軸上的運(yùn)動(dòng)情況可求得運(yùn)動(dòng)時(shí)間；
（2）要使動(dòng)能最大，則合外力做功應(yīng)最多，由動(dòng)能定理可求得最大動(dòng)能；
（3）根據(jù)粒子的受力情況可得出粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況．
解答：解：（1）粒子沿x軸方向做勻速運(yùn)動(dòng)，
速度為v，
沿-y軸方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，
加速度為a，
mg-qE=ma①
 ②
沿x軸方向做勻速運(yùn)動(dòng)：
x=vt③
x²+y²=R²④
解得：t=1s⑤
（2）重力和電場(chǎng)力做功最多的油滴射出圓形電場(chǎng)的動(dòng)能最大，
從噴槍噴出的油滴，
沿-y方向射出電場(chǎng)的油滴有最大動(dòng)能
E_km⑥
⑦
E_km=7.8×10^-6J  ⑧
（3）油滴從（R，0）點(diǎn)射出時(shí)，
在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡為一拋物線，
油滴沿與+x方向成一定角度噴出，
做斜拋運(yùn)動(dòng)，
+x方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，
沿+y方向先減速后加速，
通過(guò)（R，0）點(diǎn)射出．
點(diǎn)評(píng)：本題考查帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況，注意應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解在類平拋運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用即可．