高考物理二輪專題復(fù)習(xí) 輔導(dǎo)與訓(xùn)練 4.7 電場(chǎng)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)課件.ppt

專題四電場(chǎng)和磁場(chǎng)第7講電場(chǎng)及帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 主干回顧 核心精華 知識(shí)規(guī)律 1 電場(chǎng)力的性質(zhì) 電場(chǎng)強(qiáng)度的定義式 真空中點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)公式 勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)差的關(guān)系式 2 電場(chǎng)能的性質(zhì) 電勢(shì)的定義式 電勢(shì)差的定義式 uab 電勢(shì)差與電勢(shì)的關(guān)系式 uab a b 電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能的關(guān)系式 wab ep 思想方法 1 物理思想 等效思想 分解思想 2 物理方法 理想化模型法 比值定義法 控制變量法 對(duì)稱法 合成法 分解法等 熱點(diǎn)考向一電場(chǎng)性質(zhì)的理解與應(yīng)用 典題1 師生探究 真空中電量均為q的兩異種點(diǎn)電荷連線和一絕緣正方體框架的兩側(cè)面abb1a1和dcc1d1中心連線重合 連線中心和立方體中心重合 空間中除兩異種點(diǎn)電荷q產(chǎn)生的電場(chǎng)外 不計(jì)其他任何電場(chǎng)的影響 則下列說法中正確的是 a 正方體兩頂點(diǎn)a d電場(chǎng)強(qiáng)度相同b 正方體兩頂點(diǎn)a d電勢(shì)相同c 兩等量異種點(diǎn)電荷周圍電場(chǎng)線和面abb1a1總是垂直d 負(fù)檢驗(yàn)電荷q在頂點(diǎn)a處的電勢(shì)能小于在頂點(diǎn)d處的電勢(shì)能 破題關(guān)鍵 1 題干信息 真空中電量均為q的兩異種點(diǎn)電荷連線和一絕緣正方體框架的兩側(cè)面abb1a1和dcc1d1中心連線重合 連線中心和立方體中心重合 說明 a d兩點(diǎn)關(guān)于 稱 側(cè)面abb1a1與 垂直 2 絕緣正方體框架 說明 兩等量異種點(diǎn)電荷連 線的中垂面對(duì) 兩等量異種點(diǎn)電荷連線 兩異種點(diǎn)電荷q產(chǎn)生的電場(chǎng)的 分布情況不受框架的影響 解析 選d 由等量異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布可知 a d兩點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等 方向不同 a錯(cuò)誤 沿電場(chǎng)線方向電勢(shì)降低 a點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)電勢(shì) b錯(cuò)誤 a b b1 a1四點(diǎn)電勢(shì)相同 但面abb1a1不是等勢(shì)面 電場(chǎng)線不總與該面垂直 c錯(cuò)誤 a點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn)電勢(shì) 將負(fù)電荷從a點(diǎn)移到d點(diǎn) 電場(chǎng)力做負(fù)功 電勢(shì)能增大 d正確 拓展延伸 1 在 典題1 中若將一正電荷從c點(diǎn)沿cc1直線移送到c1點(diǎn) 試分析電場(chǎng)力對(duì)正電荷的做功情況和電勢(shì)能的變化情況 解析 由電場(chǎng)線分布的對(duì)稱性以及電場(chǎng)力與場(chǎng)強(qiáng)的方向關(guān)系可知 正電荷由c點(diǎn)移送到cc1中點(diǎn)的過程 電場(chǎng)力與速度方向的夾角為銳角 電場(chǎng)力做正功 電荷的電勢(shì)能減少 正電荷由cc1中點(diǎn)移送到c1點(diǎn)的過程 電場(chǎng)力與速度方向的夾角為鈍角 電場(chǎng)力做負(fù)功 電荷的電勢(shì)能增加 整個(gè)過程電場(chǎng)力做的總功為零 正電荷在c c1兩點(diǎn)的電勢(shì)能相等 2 在 典題1 中若將兩異種點(diǎn)電荷替換為兩等量正點(diǎn)電荷 試分析b c兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)關(guān)系以及負(fù)檢驗(yàn)電荷在a b兩點(diǎn)的電勢(shì)能大小關(guān)系 解析 由兩等量正點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線分布特點(diǎn)可知 正方體框架八個(gè)頂點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等 方向各不相同 各個(gè)頂點(diǎn)電勢(shì)都相同 因此b c兩點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等 方向不同 b c兩點(diǎn)電勢(shì)相同 由ep q 可知 負(fù)檢驗(yàn)電荷在a b兩點(diǎn)的電勢(shì)能相等 典題2 自主探究 2014 遼師大附中二模 如圖所示 一重力不計(jì)的帶電粒子以某一速度進(jìn)入負(fù)點(diǎn)電荷形成的電場(chǎng)中 且只在電場(chǎng)力作用下依次通過m n p三點(diǎn) 其中n點(diǎn)是軌跡上距離負(fù)點(diǎn)電荷最近的點(diǎn) 若粒子在m點(diǎn)和p點(diǎn)的速率相等 則 a 粒子在n點(diǎn)時(shí)的速率最大b umn unpc 粒子在n點(diǎn)時(shí)的加速度最大d 粒子在m點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大于其在n點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能 審題流程 第一步 審題干 提取信息 1 n點(diǎn)是軌跡上距離負(fù)點(diǎn)電荷最近的點(diǎn)粒子在軌跡上n點(diǎn)所受電場(chǎng)力最大 2 粒子在m點(diǎn)和p點(diǎn)的速率相等粒子在m點(diǎn)和p點(diǎn)的動(dòng)能相同 3 只在電場(chǎng)力作用下依次通過m n p三點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的粒子帶負(fù)電 第二步 審問題 明確解題思路 1 分析粒子從m點(diǎn)到n點(diǎn)電場(chǎng)力做功情況 由功能關(guān)系比較m n兩點(diǎn)的速率大小及粒子在m點(diǎn)和n點(diǎn)的電勢(shì)能大小關(guān)系 2 分析umn和unp的關(guān)系 需要對(duì)粒子在由m點(diǎn)到n點(diǎn)和由n點(diǎn)到p點(diǎn)列動(dòng)能定理方程確定 解析 選c 據(jù)帶電粒子所受電場(chǎng)力指向運(yùn)動(dòng)軌跡的凹側(cè) 再根據(jù)題圖可知該粒子從m點(diǎn)到n點(diǎn)電場(chǎng)力做負(fù)功 從n點(diǎn)到p點(diǎn)電場(chǎng)力做正功 所以帶電粒子的動(dòng)能先減少后增加 則在n點(diǎn)的動(dòng)能最小 速度也最小 a錯(cuò)誤 電勢(shì)能先增加后減少 d錯(cuò)誤 據(jù)題意知 粒子在m點(diǎn)和p點(diǎn)速率相等 據(jù)動(dòng)能定理有qumn 和qunp 所以u(píng)mn unp b錯(cuò)誤 在n點(diǎn)的電場(chǎng)線密集 即粒子在n點(diǎn)所受的電場(chǎng)力較大 加速度也較大 c正確 解題悟道 電場(chǎng)性質(zhì)的判斷思路 1 明確電場(chǎng)的電場(chǎng)線與等勢(shì)面的分布規(guī)律 2 利用電場(chǎng)線的疏密分布規(guī)律或場(chǎng)強(qiáng)的疊加原理判定場(chǎng)強(qiáng)的強(qiáng)弱 3 根據(jù)電場(chǎng)線的方向 電場(chǎng)線的疏密及電勢(shì)能的大小分析電勢(shì)的高低 4 應(yīng)用電場(chǎng)力做功與電勢(shì)能改變之間的關(guān)系判定電勢(shì)能的大小或電場(chǎng)力做功情況 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 1 2014 溫州一模 真空中有一帶負(fù)電的電荷繞固定的點(diǎn)電荷 q運(yùn)動(dòng) 其軌跡為橢圓 如圖所示 已知abcd為橢圓的四個(gè)頂點(diǎn) q處在橢圓焦點(diǎn)上 則下列說法正確的是 a b d兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小一定相等b a c兩點(diǎn)的電勢(shì)相等c 負(fù)電荷由b運(yùn)動(dòng)到d電場(chǎng)力做正功d 負(fù)電荷由a經(jīng)d運(yùn)動(dòng)到c的過程中 電勢(shì)能先減小后增大 解析 選b 由點(diǎn)電荷場(chǎng)強(qiáng)公式e 可知 d點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)小于b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng) a錯(cuò)誤 由點(diǎn)電荷電場(chǎng)分布可知 a c與q距離相等 必定位于同一個(gè)等勢(shì)面 b正確 由于b點(diǎn)的電勢(shì)比d點(diǎn)的電勢(shì)高 故負(fù)電荷由b運(yùn)動(dòng)到d 電場(chǎng)力做負(fù)功 c錯(cuò)誤 負(fù)電荷由a經(jīng)d運(yùn)動(dòng)到c的過程中 電場(chǎng)力先做負(fù)功再做正功 電勢(shì)能先增大后減小 故d錯(cuò)誤 2 多選 2014 新課標(biāo)全國卷 如圖 在正點(diǎn)電荷q的電場(chǎng)中有m n p f四點(diǎn) m n p為直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn) f為mn的中點(diǎn) m 30 m n p f四點(diǎn)處的電勢(shì)分別用 m n p f表示 已知 m n p f 點(diǎn)電荷q在m n p三點(diǎn)所在平面內(nèi) 則 a 點(diǎn)電荷q一定在mp的連線上b 連接pf的線段一定在同一等勢(shì)面上c 將正試探電荷從p點(diǎn)搬運(yùn)到n點(diǎn) 電場(chǎng)力做負(fù)功d p大于 m 解析 選a d 本題考查了電場(chǎng)問題 根據(jù)題意分別畫出mn和fp的中垂線 由幾何關(guān)系知 兩中垂線交點(diǎn)在mp連線上 如圖 點(diǎn)電荷在圖中的o位置 a項(xiàng)正確 b項(xiàng)錯(cuò)誤 因?yàn)槭钦c(diǎn)電荷形成的電場(chǎng) 將正試探電荷從p搬運(yùn)到n 電場(chǎng)力做正功 c項(xiàng)錯(cuò)誤 因?yàn)槭钦c(diǎn)電荷形成的電場(chǎng) 越靠近場(chǎng)源電荷的等勢(shì)面電勢(shì)越高 d項(xiàng)正確 加固訓(xùn)練 多選 2014 揭陽二模 某靜電除塵器工作時(shí)內(nèi)部電場(chǎng)線分布的俯視圖如圖 帶負(fù)電粉塵被吸附時(shí)由b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn) 以下說法正確的是 a 該電場(chǎng)是勻強(qiáng)電場(chǎng)b a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)c 電場(chǎng)力對(duì)粉塵做正功d 粉塵的電勢(shì)能增大 解析 選b c 由圖可以看出 電場(chǎng)線的分布并不均勻 故該電場(chǎng)不是勻強(qiáng)電場(chǎng) a錯(cuò)誤 由于電場(chǎng)線的方向由a指向b 沿電場(chǎng)線的方向電勢(shì)是降低的 故a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì) b正確 帶負(fù)電粉塵受到的電場(chǎng)力的方向是由b指向a的 故粉塵由b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)時(shí) 電場(chǎng)力做正功 c正確 由于電場(chǎng)力做正功 故粉塵的電勢(shì)能減小 d錯(cuò)誤 熱點(diǎn)考向二與平行板電容器有關(guān)的電場(chǎng)問題 典題3 師生探究 如圖所示 平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為e的直流電源 內(nèi)阻不計(jì) 連接 下極板接地 一帶電油滴位于兩板中央的p點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài) 現(xiàn)將平行板電容器的上極板豎直向下移動(dòng)一小段距離 則 a 帶電油滴將沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)b 帶電油滴將沿豎直方向向下運(yùn)動(dòng)c p點(diǎn)的電勢(shì)將降低d 電容器的電容減小 電容器的帶電量將減小 破題關(guān)鍵 1 題干信息 平行板電容器與電動(dòng)勢(shì)為e的直流電源 內(nèi)阻不計(jì) 連接 下極板接地 說明 2 題干信息 帶電油滴位于兩板中央的p點(diǎn)且恰好處于平衡狀態(tài) 說明 帶電油滴受 而平衡 平行板電容器兩極板間電勢(shì)差保持 不變 下極板電勢(shì)為零 重力和電場(chǎng)力 解析 選a 根據(jù)電容器的決定式c 當(dāng)上極板向下移動(dòng)時(shí) d減小 電容變大 又c 電壓u不變 因此電容器帶電量增多 d錯(cuò)誤 根據(jù)電容器內(nèi)部電場(chǎng)強(qiáng)度e 可知 d減小 場(chǎng)強(qiáng)增大 油滴受到向上的電場(chǎng)力增大 將向上運(yùn)動(dòng) a正確 b錯(cuò)誤 由于場(chǎng)強(qiáng)增大 由u ed可知 p與下極板電勢(shì)差變大 p點(diǎn)電勢(shì)升高 c錯(cuò)誤 拓展延伸 1 在 典題3 中 試分析帶電油滴的電勢(shì)能和重力勢(shì)能之和如何變化 解析 帶電油滴沿豎直方向向上運(yùn)動(dòng)的過程 只有電場(chǎng)力和重力做功 油滴的動(dòng)能 重力勢(shì)能和電勢(shì)能的總和不變 油滴的動(dòng)能增大 故電勢(shì)能和重力勢(shì)能之和減小 2 在 典題3 中 若電容器充電穩(wěn)定后 斷開電源 試分析當(dāng)電容器下極板豎直向上移動(dòng)一小段距離后 帶電油滴將如何運(yùn)動(dòng) 其電勢(shì)能如何變化 解析 電容器充電穩(wěn)定后 斷開電源 兩極板所帶電荷量保持不變 由c c e 可得 e 當(dāng)電容器下極板豎直向上移動(dòng)一小段距離時(shí) 場(chǎng)強(qiáng)不變 油滴受力情況不變 故油滴靜止不動(dòng) 由帶電油滴受力情況可以判斷油滴帶負(fù)電 由u ed知p與下極板電勢(shì)差變小 p點(diǎn)電勢(shì)降低 由ep q 可知帶電油滴的電勢(shì)能增加 解題悟道 平行板電容器問題的分析思路 1 明確平行板電容器中的哪些物理量是不變的 哪些物理量是變化的以及怎樣變化 2 應(yīng)用平行板電容器的決定式c 分析電容器的電容的變化 3 應(yīng)用電容的定義式c 分析電容器帶電量和兩板間電壓的變化情況 4 根據(jù)控制變量法對(duì)電容的變化進(jìn)行綜合分析 得出結(jié)論 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 1 在探究平行板電容器電容的實(shí)驗(yàn)中 對(duì)一個(gè)電容為c 正對(duì)面積為s 兩極板之間距離為d的電容器 充電q后 a 若帶電量再增加 q 其他條件不變 則電容器兩極板之間的電壓一定增加b 若帶電量再增加 q 其他條件不變 則電容器兩極板之間的電場(chǎng)強(qiáng)度可能不變 c 保持帶電量q不變 若電容器兩極板之間的距離增大到2d 其他條件不變 則電場(chǎng)強(qiáng)度增加到原來的2倍d 保持帶電量q不變 若電容器正對(duì)面積減小到原來的 其他條件不變 則電場(chǎng)強(qiáng)度增加到原來的4倍 解析 選a 由c 可得 當(dāng)帶電量再增大 q 其他條件不變時(shí) 則電容器兩極板之間的電壓一定增加 u a正確 電荷量變化 則兩極板間的電壓發(fā)生變化 根據(jù)e 可得 電場(chǎng)強(qiáng)度一定變化 b錯(cuò)誤 保持電荷量不變 根據(jù)公式可得 兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小與兩極板間的距離無關(guān) c錯(cuò)誤 根據(jù)公式若電容器正對(duì)面積減小到原來的 其他條件不變 則電場(chǎng)強(qiáng)度增加到原來的2倍 d錯(cuò)誤 2 2014 武威二模 如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中 極板a接地 平行板電容器的極板b與一個(gè)靈敏的靜電計(jì)相接 將a極板向左移動(dòng) 增大電容器兩極板間的距離時(shí) 電容器所帶的電量q 電容c 兩極間的電壓u 電容器兩極板間的場(chǎng)強(qiáng)e的變化情況是 a q變小 c不變 u不變 e變小b q變小 c變小 u不變 e不變c q不變 c變小 u變大 e不變d q不變 c變小 u變大 e變小 解析 選c 由題意可知 電容器未接電源 故電容器的電荷量不變 所以a b錯(cuò)誤 根據(jù)可知 當(dāng)兩極板間的距離d增大時(shí) c變小 u變大 三式聯(lián)立可得故電場(chǎng)強(qiáng)度e不變 所以選項(xiàng)c正確 d錯(cuò)誤 3 電源和一個(gè)水平放置的平行板電容器 兩個(gè)變阻器r1 r2和定值電阻r3組成如圖所示的電路 當(dāng)把變阻器r1 r2調(diào)到某個(gè)值時(shí) 閉合開關(guān)s 電容器中的一個(gè)帶電液滴正好處于靜止?fàn)顟B(tài) 當(dāng)再進(jìn)行其他相關(guān)操作時(shí) 只改變其中的一個(gè) 以下判斷正確的是 a 將r1的阻值增大時(shí) 液滴仍保持靜止?fàn)顟B(tài)b 將r2的阻值增大時(shí) 液滴將向下運(yùn)動(dòng)c 斷開開關(guān)s 電容器上的帶電量將減為零d 把電容器的上極板向上平移少許 電容器的電量將增加 解析 選a 當(dāng)r1的阻值增大時(shí) 電容器兩端的電勢(shì)差不變 帶電液滴受到的電場(chǎng)力不變 液滴保持不動(dòng) 故a正確 將r2的阻值增大時(shí) 則r2兩端的電壓增大 所以電容器兩端的電壓增大 電場(chǎng)力變大 液滴向上運(yùn)動(dòng) 故b錯(cuò)誤 斷開開關(guān) 電容器兩端的電勢(shì)差等于電源的電動(dòng)勢(shì) 根據(jù)q cu 可知電容器的電量將增加 故c錯(cuò)誤 因?yàn)殡娙萜鞯碾娙輈 把電容器的上極板向上平移少許 d增大 會(huì)使電容減小 電容器兩端的電勢(shì)差不變 根據(jù)q cu 可知電容器的帶電量將減少 故d錯(cuò)誤 加固訓(xùn)練 多選 2014 大連二模 如圖所示的兩個(gè)平行板電容器水平放置 a板用導(dǎo)線與m板相連 b板和n板都接地 讓a板帶電后 在兩個(gè)電容器間分別有p q兩個(gè)帶電油滴都處于靜止?fàn)顟B(tài) ab間電容為c1 電壓為u1 帶電量為q1 mn間電容為c2 電壓為u2 帶電量為q2 若將b板稍向下移 下列說法正確的是 a p向下動(dòng) q向上動(dòng)b u1減小 u2增大c q1減小 q2增大d c1減小 c2增大 解析 選a c 根據(jù)電容器的決定式 c 可知 b板稍向下移 c1減小 而c2不變 d不對(duì) 假設(shè)電容器帶電量不變 根據(jù)c 使得u1增大 這時(shí)會(huì)使得電容器c1給c2充電 使得q1減小 q2增大 c正確 最終穩(wěn)定后 兩個(gè)電容器電壓相等 由于u2增大了 從而得出u1也增大 b不對(duì) 電容器內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)因q1減小 q2增大 導(dǎo)致e1減小 e2增大 因此p向下動(dòng) q向上動(dòng) a正確 熱點(diǎn)考向三帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 典題4 師生探究 2014 安徽高考 如圖所示 充電后的平行板電容器水平放置 電容為c 極板間距離為d 上極板正中有一小孔 質(zhì)量為m 電荷量為 q的小球從小孔正上方高h(yuǎn)處由靜止開始下落 穿過小孔到達(dá)下極板處速度恰為零 空氣阻力忽略不計(jì) 極板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng) 重力加速度為g 求 1 小球到達(dá)小孔處的速度 2 極板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小和電容器所帶電荷量 3 小球從開始下落運(yùn)動(dòng)到下極板處的時(shí)間 破題關(guān)鍵 1 題干信息 充電后的平行板電容器水平放置 說明 極板之間存在 2 題干信息 小球從小孔正上方高h(yuǎn)處由靜止開始下落 說明 小球在極板上方做 運(yùn)動(dòng) 3 題干信息 穿過小孔到達(dá)下極板處速度恰為零 說明 從小孔開始到下極板的過程 小球受 豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng) 自由落體 豎直向上的電場(chǎng)力和豎直向 下的重力 小球做勻減速直線運(yùn)動(dòng) 解析 1 由v2 2gh 解得v 2 在極板間帶電小球受重力和電場(chǎng)力 有mg qe ma 0 v2 2ad 解得e 而u ed q cu 解得q 3 由h gt12 0 v at2 t t1 t2 聯(lián)立解得答案 典題5 自主探究 真空中的某裝置如圖所示 其中平行金屬板a b之間有加速電場(chǎng) c d之間有偏轉(zhuǎn)電場(chǎng) m為熒光屏 今有質(zhì)子 氘核和 粒子均由a板從靜止開始被加速電場(chǎng)加速后垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng) 最后打在熒光屏上 已知質(zhì)子 氘核和 粒子的質(zhì)量之比為1 2 4 電荷量之比為1 1 2 則下列判斷中正確的是 a 三種粒子從b板運(yùn)動(dòng)到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間相同b 三種粒子打到熒光屏上的位置相同c 偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)三種粒子做功之比為1 2 2d 偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)三種粒子做功之比為1 2 4 審題流程 第一步 審題干 提取信息 1 由a板從靜止開始被加速電場(chǎng)加速粒子初速度為零 2 垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)粒子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng) 第二步 審問題 明確解題思路分析三種粒子從b板運(yùn)動(dòng)到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間 打到熒光屏上的位置及偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)粒子做功情況確定粒子垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的初速度 由類平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得三種粒子從b板運(yùn)動(dòng)到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間 由y tan 得打到熒光屏上的位置 由w eqy判斷偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)力對(duì)三種粒子做功的情況 解析 選b 設(shè)加速電壓為u1 偏轉(zhuǎn)電壓為u2 偏轉(zhuǎn)極板的長(zhǎng)度為l 板間距離為d 在加速電場(chǎng)中 由動(dòng)能定理得qu1 解得v0 三種粒子從b板運(yùn)動(dòng)到熒光屏的過程 水平方向做速度為v0的勻速直線運(yùn)動(dòng) 由于三種粒子的比荷不同 則v0不同 所以三種粒子從b板運(yùn)動(dòng)到熒光屏經(jīng)歷的時(shí)間不同 故a錯(cuò)誤 根據(jù)推論y tan 可知 y與粒子的種類 質(zhì)量 電量無關(guān) 故三種粒子偏轉(zhuǎn)距離相同 打到熒光屏上的位置相同 故b正確 偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的電場(chǎng)力做功為w eqy 則w與q成正比 三種粒子的電荷量之比為1 1 2 則有電場(chǎng)力對(duì)三種粒子做功之比為1 1 2 故c d錯(cuò)誤 解題悟道 帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題的分析思路 1 首先分析粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 區(qū)分是在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)還是偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)問題 2 對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)問題 可根據(jù)對(duì)粒子的受力分析與運(yùn)動(dòng)分析 從以下兩種途徑進(jìn)行處理 如果是帶電粒子受恒定電場(chǎng)力作用下的直線運(yùn)動(dòng)問題 應(yīng)用牛頓第二定律找出加速度 結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定帶電粒子的速度 位移等 如果是非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng) 一般利用動(dòng)能定理研究全過程中能的轉(zhuǎn)化 研究帶電粒子的速度變化 運(yùn)動(dòng)的位移等 3 對(duì)于曲線運(yùn)動(dòng)問題 一般是類平拋運(yùn)動(dòng)模型 通常采用運(yùn)動(dòng)的合成與分解方法處理 通過對(duì)帶電粒子的受力分析和運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析 借助運(yùn)動(dòng)的合成與分解 尋找兩個(gè)分運(yùn)動(dòng) 再應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律或運(yùn)動(dòng)學(xué)方程求解 4 當(dāng)帶電粒子從一個(gè)電場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入另一個(gè)電場(chǎng)區(qū)域時(shí) 要注意分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的變化及兩區(qū)域電場(chǎng)交界處的有關(guān)聯(lián)的物理量 這些關(guān)聯(lián)量往往是解決問題的突破口 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練 1 2014 寧波一模 地面附近處的電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖所示 其中一條方向豎直向下的電場(chǎng)線上有a b兩點(diǎn) 高度差為h 質(zhì)量為m 電荷量為 q的帶電微粒 其所帶電荷不影響原電場(chǎng)的分布 從a點(diǎn)由靜止開始沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng) 到b點(diǎn)時(shí)速度為 下列說法正確的是 a 質(zhì)量為m 電荷量為 q的檢驗(yàn)電荷 從a點(diǎn)由靜止起沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度為b 質(zhì)量為m 電荷量為 2q的檢驗(yàn)電荷 從a點(diǎn)由靜止起沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度為c 質(zhì)量為m 電荷量為 2q的檢驗(yàn)電荷 從a點(diǎn)由靜止起沿電場(chǎng)線運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度仍為d 質(zhì)量為m 電荷量為 2q的檢驗(yàn)電荷 從a點(diǎn)由靜止開始釋放 點(diǎn)電荷將沿電場(chǎng)線在a b兩點(diǎn)間來回運(yùn)動(dòng) 解析 選d 從a到b的過程中 運(yùn)用動(dòng)能定理 對(duì) q mgh uq 對(duì)于q mgh uq 兩式相加化簡(jiǎn)得v2 故a錯(cuò)誤 對(duì) 2q運(yùn)用動(dòng)能定理 mgh 2uq 由 得v3 故b錯(cuò)誤 對(duì) 2q運(yùn)用動(dòng)能定理 mgh 2uq 由 化簡(jiǎn)得v4 0 故c錯(cuò)誤 由以上分析可知 到達(dá)b點(diǎn)時(shí) 速度為零 說明電場(chǎng)力大于重力 故接下來向上運(yùn)動(dòng) 根據(jù)電場(chǎng)線的分布可知 越向上 電場(chǎng)力越小 最終會(huì)小于重力 當(dāng)速度減為零后 又會(huì)向下運(yùn)動(dòng) 如此往復(fù) 故d正確 2 2014 撫順一模 如圖在豎直放置的鉛屏a的右表面上貼著能放射電子的儀器p 放射源放出的電子速度大小均為v0 1 0 107m s 各個(gè)方向均有 足夠大的熒光屏m與鉛屏a平行放置 相距d 2 0 10 2m 其間有水平向左的勻強(qiáng)電場(chǎng) 電場(chǎng)強(qiáng)度大小e 2 5 104n c 已知電子電量e 1 6 10 19c 電子質(zhì)量m 9 0 10 31kg 不計(jì)電子重力 求 1 電子到達(dá)熒光屏m上的動(dòng)能 2 熒光屏上的發(fā)光面積 結(jié)果保留3位有效數(shù)字 解析 1 對(duì)電子運(yùn)動(dòng)過程由動(dòng)能定理得 eed ek 解得 ek 1 25 10 16j 2 電子射向各個(gè)方向 其中和鉛屏a平行的電子在縱向偏移距離最大 電子做類平拋運(yùn)動(dòng) 則 r v0t解得 r 3 10 2m 在熒光屏上觀察到的范圍是半徑為r的圓 其面積為s r2解得 s 2 83 10 3m2答案 1 1 25 10 16j 2 2 83 10 3m2 加固訓(xùn)練 多選 2013 濟(jì)南一模 如圖所示 兩平行金屬板間有一勻強(qiáng)電場(chǎng) 板長(zhǎng)為l 板間距離為d 在板右端l處有一豎直放置的光屏m 一帶電荷量為q 質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)從兩板中央射入板間 最后垂直打在m屏上 則下列結(jié)論正確的是 a 板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為b 板間電場(chǎng)強(qiáng)度大小為c 質(zhì)點(diǎn)在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和它從板的