高中物理电场判断问题,图中c选项,不知道怎么判断电场方向,求详细解答

如题所述

小球重力不可忽略,因此小球在电场力和重力共同作用下运动。由于是匀强电场,电场力和重力均为恒力,小球受到的合力必然为恒力(合力的大小和方向均恒定),重力场和电场的复合场为匀强场。

我们可仿照电场与磁场,在复合场中引入场线(为匀强场线一一一等间距平行直线)和“复合场势”(类似电势)、等势面。既然小球到达B点动能增量最大,意味着小球从A点到达B点合力做功最多,即A点和圆周上各点之间的“势差”中,A与B间”势差”最大。结果只有一种:”等势面”与OB连线垂直,或者说------复合场线与OB平行,过B点的复合场“等势面”必然为圆周的切面,确保圆周上所有点之中,B点位于“最下游”。

由已知可得,电场力F=mg,水平向右,以确保合力斜向右下45°。点击图片放大看:

追问

已知可得是怎么得到电场力的,方向是怎么回事以及解析有些看得迷糊,只看懂了一半,关于引入场线有些不明白,求教

追答

我已修改补充了回答,请参考。

追问

理解了,高中物理是不是经常用到此类方法晕,谢谢

追答

不是的,你恰恰说错了,高中物理这是必须搞懂的,因为这涉及到最基本的物理思想和物理方法,以及最基本的物理理论的理解和运用。这样的问题真正搞懂了,对一个高中生的物理的学习促进作用是巨大的。

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第1个回答  2019-03-20
楼上大叔回答思路对了,结论错了
这道题不仅要考你的物理知识,还是一道比较难的几何题,比较容易走入误区。
首先把电场和重力合并看成一个力是没问题的,这两个力都是恒力,合力不会变,我们就考虑合力就可以了,根据题意球从A出发任意方向,到B点的速度是最大的,就说明AB在合力的方向上有效长度最长。这就形成了一道几何题雏形,就是在圆环内,怎样规定方向,才能使A点向所有方向发出的线中AB有效长度最长。答案就是B点和圆心的连线,这也就是合力的方向。
所以重力和电场力分别与合力夹角45度,两个力相等都是mg,重力方向运动距离√2/2R,电场力方向运动距离R+√2/2R,所以有1/2mv^2+mg(√2/2R)+mg(R+√2/2R)=1/2mV^2
V可求就是式中值
楼上的错误在于几何分析,若合力方向沿着AB,那么B上面的点在AB方向的投影会大于AB的长度,不符合题意。
至于几何方面怎么考量,这个语言叙述可能比较难,勉强说一下,以B点连接圆心方向直径来考量,A点在该直径上投影点不变,其余圆环上任意点在该直径方向投影都在B点的左侧,原因是沿着B点作切线,然后将切线沿该直径左移过程中,切线会经过圆环上每个点,经过的瞬间切线跟直径的交点即是该点在直径方向的投影,B点在最外,因此直径方向A的投影和B的连线为该方向投影最大值,符合题意。追问

有一个地方感觉有些疑惑就是 楼上的错误在于几何分析 合力方向沿着ab然后b点上的大于ab能不能理解为合力方向沿沿着ab的话ab之间的有效长度不是最大的了即b点便不是速度最大的点了

有一个地方感觉有些疑惑就是 楼上的错误在于几何分析 合力方向沿着ab然后b点上的大于ab能不能理解为合力方向沿沿着ab的话ab之间的有效长度不是最大的了即b点便不是速度最大的点了 非常感谢,理解更加的深了

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