高考物理總復(fù)習(xí) 第七章 靜電場(chǎng) 741 電場(chǎng)中的力、電綜合問(wèn)題課件.ppt

電場(chǎng)中的力 電綜合問(wèn)題 01 02 03 04 課堂互動(dòng) 要善于把電學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為力學(xué)問(wèn)題 建立帶電粒子在電場(chǎng)中加速和偏轉(zhuǎn)的模型 能夠從帶電粒子的受力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 功能關(guān)系和動(dòng)量關(guān)系等多角度進(jìn)行分析與研究 解題思路 題組剖析 2014 海南單科 9 多選 如圖甲 直線mn表示某電場(chǎng)中一條電場(chǎng)線 a b是線上的兩點(diǎn) 將一帶負(fù)電荷的粒子從a點(diǎn)處由靜止釋放 粒子從a運(yùn)動(dòng)到b過(guò)程中的v t圖線如圖乙所示 設(shè)a b兩點(diǎn)的電勢(shì)分別為 a b 場(chǎng)強(qiáng)大小分別為ea eb 粒子在a b兩點(diǎn)的電勢(shì)能分別為wa wb 不計(jì)重力 則有 a a bb ea ebc ea ebd wa wb 命題角度1電場(chǎng)中粒子的運(yùn)動(dòng)圖象問(wèn)題 解析由圖乙可知 粒子做加速度減小 速度增大的直線運(yùn)動(dòng) 故可知從a到b電場(chǎng)強(qiáng)度減小 粒子動(dòng)能增大 電勢(shì)能減小 電場(chǎng)力方向由a指向b 電場(chǎng)線方向由b指向a b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)電勢(shì) 故選項(xiàng)b d正確 答案bd 規(guī)律總結(jié) 根據(jù)v t圖象的速度變化 斜率變化 即加速度大小的變化 確定電荷所受電場(chǎng)力的方向與電場(chǎng)力的大小變化情況 進(jìn)而確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向 電勢(shì)的高低及電勢(shì)能的變化 題組剖析 a q2一定帶負(fù)電b q2的電量一定大于q1的電量c b點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大d 粒子由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)過(guò)程中 粒子的電勢(shì)能先增大后減小 轉(zhuǎn)到解析 變式訓(xùn)練1 2017 浙江五校聯(lián)考 如圖甲所示 q1 q2為兩個(gè)被固定的點(diǎn)電荷 a b c三點(diǎn)在它們連線的延長(zhǎng)線上 其中q1帶負(fù)電 現(xiàn)有一帶負(fù)電的粒子以一定的初速度沿直線從a點(diǎn)開(kāi)始向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)并經(jīng)過(guò)b c兩點(diǎn) 粒子只受電場(chǎng)力作用 粒子經(jīng)過(guò)a b c三點(diǎn)時(shí)的速度分別為va vb vc 其v t圖象如圖乙所示 以下說(shuō)法正確的是 題組剖析 解析由題圖乙可知 粒子從a到b過(guò)程做加速度減小的減速直線運(yùn)動(dòng) 在b點(diǎn)時(shí)粒子速度最小 加速度為零 根據(jù)牛頓第二定律eq ma 得出粒子在b點(diǎn)受力為零 b點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零 選項(xiàng)c錯(cuò)誤 在b點(diǎn)q1對(duì)帶負(fù)電粒子的電場(chǎng)力水平向右 要使b點(diǎn)粒子所受合力為零 則q2對(duì)帶負(fù)電粒子的電場(chǎng)力水平向左 所以q2帶正電 選項(xiàng)a錯(cuò)誤 b點(diǎn)與q1的間距大于與q2的間距 由庫(kù)侖定律f k知 q1的帶電量大于q2的帶電量 選項(xiàng)b錯(cuò)誤 粒子從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)過(guò)程 動(dòng)能先減小后增大 根據(jù)能量守恒定律知 粒子電勢(shì)能先增大后減小 選項(xiàng)d正確 答案d 轉(zhuǎn)回原題 題組剖析 命題角度2帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 例2 2015 全國(guó)卷 如圖所示 一質(zhì)量為m 電荷量為q q 0 的粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng) a b為其運(yùn)動(dòng)軌跡上的兩點(diǎn) 已知該粒子在a點(diǎn)的速度大小為v0 方向與電場(chǎng)方向的夾角為60 它運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)速度方向與電場(chǎng)方向的夾角為30 不計(jì)重力 求a b兩點(diǎn)間的電勢(shì)差 題組剖析 真題拓展1在 例2 中 若勻強(qiáng)電場(chǎng)的寬度為d ef cd為其邊界 改變場(chǎng)強(qiáng)的大小 使粒子在a點(diǎn)時(shí)的速度方向與電場(chǎng)邊界cd垂直 如圖4所示 mn為無(wú)場(chǎng)區(qū)內(nèi)的光屏 mn與ao相互垂直 mn與ef間距為d 當(dāng)粒子經(jīng)過(guò)ef邊界的b點(diǎn)時(shí) 速度方向與ef成30 角 求 1 勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)的大小 2 粒子打在光屏上的位置距離o點(diǎn)的距離 轉(zhuǎn)到解析 題組剖析 轉(zhuǎn)回原題 題組剖析 真題拓展2若在拓展1中撤去原有電場(chǎng) 在cd與ef之間加上豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)e1 ef與mn之間加上水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)e2 cd與ef ef與mn之間的距離都為d 由a點(diǎn)靜止釋放帶電粒子 粒子過(guò)ef時(shí)速度為v0 如圖5所示 粒子打在光屏mn上的位置與o點(diǎn)的距離為d 求兩個(gè)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)大小之比 轉(zhuǎn)到解析 題組剖析 轉(zhuǎn)回原題 規(guī)律總結(jié) 解決帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本思路 1 兩分析 一是對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析 二是分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程 初始狀態(tài)及條件 直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)等 2 建模型 建立正確的物理模型 加速還是偏轉(zhuǎn) 恰當(dāng)選用規(guī)律或其他方法 如圖象 找出已知量和待求量之間的關(guān)系 題組剖析 變式訓(xùn)練2 2017 青海省西寧市四校高三聯(lián)考 如圖所示 第一象限中有沿x軸的正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng) 第二象限中有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng) 兩電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等 一個(gè)質(zhì)量為m 電荷量為 q的帶電質(zhì)點(diǎn)以初速度v0從x軸上p l 0 點(diǎn)射入第二象限 已知帶電質(zhì)點(diǎn)在第一和第二象限中都做直線運(yùn)動(dòng) 并且能夠連續(xù)兩次通過(guò)y軸上的同一個(gè)點(diǎn)q 未畫(huà)出 重力加速度g為已知量 求 1 初速度v0與x軸正方向的夾角 2 p q兩點(diǎn)間的電勢(shì)差upq 3 帶電質(zhì)點(diǎn)在第一象限中運(yùn)動(dòng)所用的時(shí)間 轉(zhuǎn)到解析 題組剖析 轉(zhuǎn)回原題 例3如圖所示 lmn是豎直平面內(nèi)固定的光滑絕緣軌道 mn水平且足夠長(zhǎng) lm下端與mn相切 質(zhì)量為m的帶正電小球b靜止在水平面上 質(zhì)量為2m的帶正電小球a從lm上距水平面高為h處由靜止釋放 在a球進(jìn)入水平軌道之前 由于a b兩球相距較遠(yuǎn) 相互作用力可認(rèn)為零 a球進(jìn)入水平軌道后 a b兩球間相互作用視為靜電作用 帶電小球均可視為質(zhì)點(diǎn) 已知a b兩球始終沒(méi)有接觸 重力加速度為g 求 1 a球剛進(jìn)入水平軌道的速度大小 2 a b兩球相距最近時(shí) a b兩球系統(tǒng)的電勢(shì)能ep 3 a b兩球最終的速度va vb的大小 題組剖析 轉(zhuǎn)到解析 命題角度3電場(chǎng)中的動(dòng)量和能量問(wèn)題 題組剖析 轉(zhuǎn)回原題 轉(zhuǎn)到下頁(yè) 關(guān)鍵點(diǎn) 光滑絕緣軌道 a b兩球間相互作用視為靜電作用 a b兩球始終沒(méi)有接觸 題組剖析 轉(zhuǎn)回原題 轉(zhuǎn)到上頁(yè) 規(guī)律總結(jié) 電場(chǎng)中動(dòng)量和能量問(wèn)題的解題技巧動(dòng)量守恒定律與其他知識(shí)綜合應(yīng)用類(lèi)問(wèn)題的求解 與一般的力學(xué)問(wèn)題求解思路并無(wú)差異 只是問(wèn)題的情景更復(fù)雜多樣 分析清楚物理過(guò)程 正確識(shí)別物理模型是解決問(wèn)題的關(guān)鍵 變式訓(xùn)練3有一質(zhì)量為m 長(zhǎng)度為l的矩形絕緣板放在光滑的水平面上 另一質(zhì)量為m 帶電荷量的絕對(duì)值為q的物塊 視為質(zhì)點(diǎn) 以初速度v0從絕緣板的上表面的左端沿水平方向滑入 絕緣板所在空間有范圍足夠大的勻強(qiáng)電場(chǎng) 其場(chǎng)強(qiáng)大小e 3mg 5q 方向豎直向下 如圖所示 已知物塊與絕緣板間的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定 物塊運(yùn)動(dòng)到絕緣板的右端時(shí)恰好相對(duì)于絕緣板靜止 若將勻強(qiáng)電場(chǎng)的方向改變?yōu)樨Q直向上 場(chǎng)強(qiáng)大小不變 且物塊仍以原初速度從絕緣板左端的上表面滑入