高中物理问题:有关电场中的圆周运动

Question

带电粒子在电场中作圆周运动(非匀速)的条件是什么?? 电场中的圆周运动最低点线速度一定最大吗?如果不一定,那么什么时候线 速度最大,动能最大?? 电场中的圆周运动的最高点绳子的张力一定最小吗??

Answer 1

因为是“带电粒子”，所以可以忽略重力作用。
首先你要明白电场中是“高”、“低”指的是什么。
电场中是“高”、“低”指的是电势的高低。
根据能量守恒定律，电势能+动能是一个恒量。所以电势能越小，动能越大(线速度也越大)，反之亦然。
设绳子拉力为T，θ为绳子拉力与电场力的夹角
根据向心力公式，F=mv^2/r。
F=T+qEcosθ
∴T=mv^2/r-qEcosθ
最高点时，速度v最小，θ为0，cosθ取最大值1。所以T在最高点时最小。
带电粒子在电场中作圆周运动(非匀速)的条件是:必须有绳子或杆或圆形轨道之类的东西约束它的运动。