人教版高中物理精讲精练-必修3专题强化三：电场中的能量解答题必刷题（25道）（解析版）.pdf

专题强化三：电场中的能量解答题必刷题（25道）

．（春安徽滁州高二校考期末）如图所示，竖直固定的光滑绝缘圆轨道处于水平向右的匀强电场中，

12023··

qq0

轨道半径为R。一质量为m、电荷量为（）的带电小球（可视为质点）在轨道内侧的P点处于静止，

过P点的轨道半径与竖直方向的夹角37，sin370.6，cos370.8，重力加速度为g。某时刻，沿轨

道切线方向给小球一大小为的速度，使小球能沿轨道做完整的圆周运动。

v

（）求电场强度的大小；

1

（2）求小球做圆周运动通过P点时对轨道的压力大小；

（3）设P点的电势为零，求小球在运动过程中的最大电势能。

3mg5mgmv26

【答案】（1）；（2）；（3）mgR

4q4R5

【详解】（）在点对小球进行受力分析如图所示

1P

则有

qEmgtan

解得

3mg

E

4q

（）根据题意可知，在点有

2P

2

mgv

Nm

1

cosR

根据牛顿第三定律有

NN

21

解得小球做圆周运动通过P点时对轨道的压力大小

5mgmv2

N

2

4R

（）根据电场力做功与电势能的关系，若电势能最大，则小球克服电场力做功最多，由于电场方向水平向

3

右，小球带正电，可知小球在运动过程中的最大电势能位置位于圆周水平直径的左端点，根据

qERRsinE0

pmax

解得

6

EpmaxmgR

5

2．（2023秋·河南信阳·高二信阳高中校考期末）如图所示，在竖直平面内有两平行金属板P、Q正对着并水

平放置，两板间有竖直方向的匀强电场，板长为、板间距离为，其中，板接地，质量为、电荷量

L