專題08 “靜電場(chǎng)”的幾個(gè)難點(diǎn)問題突破（解析版）[共16頁(yè)]

1、“強(qiáng)基計(jì)劃”尖子生的自我修養(yǎng)系列(一)“靜電場(chǎng)”的一個(gè)命題熱點(diǎn)電場(chǎng)性質(zhì)(強(qiáng)練提能)1.如圖所示,一圓環(huán)上均勻分布著正電荷,x軸垂直于環(huán)面且過(guò)圓心O。下列關(guān)于x軸上的電場(chǎng)強(qiáng)度和電勢(shì)的說(shuō)法中正確的是() AO點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,電勢(shì)最低BO點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度為零,電勢(shì)最高C從O點(diǎn)沿x軸正方向,電場(chǎng)強(qiáng)度減小,電勢(shì)升高D從O點(diǎn)沿x軸正方向,電場(chǎng)強(qiáng)度增大,電勢(shì)降低【解析】選B將整個(gè)圓環(huán)看做由兩個(gè)半圓環(huán)組成,由對(duì)稱性可知,這兩個(gè)半圓環(huán)上的電荷在O點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等,方向相反,故合場(chǎng)強(qiáng)為零。x軸上的各點(diǎn)合場(chǎng)強(qiáng),由對(duì)稱性可知,在圓環(huán)右側(cè)的合場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸向右,電勢(shì)降低；左側(cè)的合場(chǎng)強(qiáng)方向沿x軸向左,電勢(shì)降低,故O點(diǎn)電勢(shì)最

2、高。由于在O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零,距O點(diǎn)無(wú)限遠(yuǎn)場(chǎng)強(qiáng)為零,因此沿x軸向左、右兩側(cè),電場(chǎng)強(qiáng)度都呈現(xiàn)出先增大后減小的特征,綜上所述B正確。2如圖甲所示,半徑為R的均勻帶電圓形平板,單位面積帶電量為,其軸線上任意一點(diǎn)P(坐標(biāo)為x)的電場(chǎng)強(qiáng)度可以由庫(kù)侖定律和電場(chǎng)強(qiáng)度的疊加原理求出：E2k,方向沿x軸。現(xiàn)考慮單位面積帶電量為0的無(wú)限大均勻帶電平板,從其中間挖去一半徑為r的圓板,如圖乙所示。則圓孔軸線上任意一點(diǎn)Q(坐標(biāo)為x)的電場(chǎng)強(qiáng)度為()A2k0B2k0C2k0 D2k0【解析】選A采用極限思維法結(jié)合填補(bǔ)法。根據(jù)半徑為R的均勻帶電圓形平板在P點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度E2k,可推知當(dāng)帶電圓板無(wú)限大時(shí)(即當(dāng)R)的電場(chǎng)強(qiáng)度E2k,對(duì)

3、于無(wú)限大帶電平板,挖去一半徑為r的圓板的電場(chǎng)強(qiáng)度,可利用填補(bǔ)法,即將挖去的圓板填充進(jìn)去,這時(shí)Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度EQ2k0,則挖去圓板后的電場(chǎng)強(qiáng)度EQ2k02k02k0,故選項(xiàng)A正確。3.(2020衡水模擬)如圖所示,N(N5)個(gè)小球均勻分布在半徑為R的圓周上,圓周上P點(diǎn)的一個(gè)小球所帶電荷量為2q,其余小球帶電量為q,圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E。若僅撤去P點(diǎn)的帶電小球,圓心處的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為() AE B.C. D.【解析】選C假設(shè)圓周上均勻分布的都是電荷量為q的小球,由于圓周的對(duì)稱性,圓心處場(chǎng)強(qiáng)為0,則知在P處帶電量q的小球在圓心處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為E1k,方向水平向左,可知圓周上其余小球在O處產(chǎn)生的

4、場(chǎng)強(qiáng)大小為E2E1k,方向水平向右,帶電量為2q的小球在圓心處產(chǎn)生的場(chǎng)強(qiáng)大小為E3k,方向水平向右。根據(jù)疊加原理EE2E3,則k,所以撤去P點(diǎn)的小球后,圓心處場(chǎng)強(qiáng)大小為,C正確。4多選(2020山東第一次大聯(lián)考)如圖甲所示,兩個(gè)點(diǎn)電荷Q1、Q2固定在x軸上,其中Q1位于原點(diǎn)O,a、b是它們連線延長(zhǎng)線上的兩點(diǎn)?，F(xiàn)有一帶正電的粒子q以一定的初速度沿x軸從a點(diǎn)開始經(jīng)b點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)(粒子只受電場(chǎng)力作用),設(shè)粒子經(jīng)過(guò)a、b兩點(diǎn)時(shí)的速度分別為va、vb,其速度隨坐標(biāo)x變化的圖像如圖乙所示,則以下判斷正確的是()Ab點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定為零BQ2帶負(fù)電且電荷量小于Q1Ca點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的電勢(shì)高D粒子在a點(diǎn)的電勢(shì)能比

5、在b點(diǎn)的電勢(shì)能小【解析】選AC速度時(shí)間圖像圖線斜率表示加速度,3L處圖線的切線水平,加速度為0,b點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定為零,根據(jù)從a點(diǎn)開始經(jīng)b點(diǎn)向遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)先加速后減速知,Q1帶負(fù)電,Q2帶正電,A正確,B錯(cuò)誤；a點(diǎn)的動(dòng)能比b點(diǎn)的動(dòng)能小,a點(diǎn)的電勢(shì)能比b點(diǎn)的電勢(shì)能大,且運(yùn)動(dòng)電荷為正電荷,所以a點(diǎn)的電勢(shì)比b點(diǎn)的電勢(shì)高,C正確,D錯(cuò)誤。5.(2020江西高安中學(xué)模擬)假設(shè)空間某一靜電場(chǎng)的電勢(shì)隨x變化情況如圖所示,根據(jù)圖中信息可以確定下列說(shuō)法中正確的是() AOx1范圍內(nèi)各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)的方向均與x軸平行B只在電場(chǎng)力作用下,正電荷沿x軸從O運(yùn)動(dòng)到x1,可做勻減速直線運(yùn)動(dòng)C負(fù)電荷沿x軸從x2移到x3的過(guò)程中,電場(chǎng)力做正

6、功,電勢(shì)能減小D無(wú)法比較x2x3與x4x5間的場(chǎng)強(qiáng)大小【解析】選C由圖像可以知道,在Ox1范圍內(nèi)各點(diǎn)電勢(shì)不變,是一條等勢(shì)線,所以電場(chǎng)方向應(yīng)該與x軸垂直,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在x軸上Ox1范圍內(nèi),各點(diǎn)電勢(shì)相等,任意兩點(diǎn)間電勢(shì)差為零,電場(chǎng)力做功為零,而且電荷做直線運(yùn)動(dòng),可能做勻速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤；負(fù)電荷沿x軸從x2移到x3的過(guò)程中電勢(shì)升高,則電場(chǎng)力對(duì)負(fù)電荷做正功,電勢(shì)能減小,選項(xiàng)C正確；在x2x3范圍內(nèi)相對(duì)于x4x5范圍內(nèi)等差等勢(shì)面密集,所以前者電場(chǎng)強(qiáng)度大些,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6多選(2020洛陽(yáng)模擬)空間有一沿x軸對(duì)稱分布的電場(chǎng),其電場(chǎng)強(qiáng)度E隨x變化的圖像如圖所示,帶電粒子在此空間只受電場(chǎng)力作用。下列說(shuō)法中正

7、確的是()A在x1處釋放一帶負(fù)電的粒子,它將沿x軸在x1與x1之間做往返運(yùn)動(dòng)B帶負(fù)電的粒子以一定的速度由x1處沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)到x1處,它在x1處的速度等于在x1處的速度C帶正電的粒子以一定的速度由x1處沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,它的動(dòng)能先增大后減小D帶正電的粒子在x1處的電勢(shì)能比在x2處的電勢(shì)能小、與在x3處的電勢(shì)能相等【解析】選AB電場(chǎng)沿x軸對(duì)稱分布,在x1處釋放一帶負(fù)電的粒子,它將沿x軸在x1與x1之間做往返運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A正確。帶負(fù)電的粒子以一定的速度由x1處沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)到x1處,它在x1處的速度等于在x1處的速度,選項(xiàng)B正確。帶正電的粒子以一定的速度由x1處沿x軸正方向運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,

8、它的動(dòng)能先減小后增大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。從x1處到x3處,電場(chǎng)強(qiáng)度方向沿x軸正方向,帶正電的粒子從x1處到x3處,電場(chǎng)力一直做正功,電勢(shì)能減小,所以帶正電的粒子在x1處的電勢(shì)能比x2處的電勢(shì)能大、比x3處的電勢(shì)能大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7多選如圖甲所示,有一絕緣圓環(huán),圓環(huán)上均勻分布著正電荷,圓環(huán)平面與豎直平面重合。一光滑細(xì)桿沿垂直圓環(huán)平面的中心軸線穿過(guò),細(xì)桿上套有一質(zhì)量為m10 g的帶正電的小球,小球所帶電荷量q5.0104 C。小球從C點(diǎn)由靜止釋放,其沿細(xì)桿由C點(diǎn)經(jīng)B點(diǎn)向A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖像如圖乙所示。小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),速度圖像的切線斜率最大(圖中標(biāo)出了該切線)。則下列說(shuō)法正確的是()A在桿上O點(diǎn)右側(cè),

9、B點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最大,場(chǎng)強(qiáng)大小為E1.2 V/mB由C點(diǎn)到A點(diǎn)的過(guò)程中,小球的電勢(shì)能先減小后變大C由C點(diǎn)到A點(diǎn)電勢(shì)逐漸降低DC、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UCB0.9 V【解析】選ACD由題圖乙可知,小球在B點(diǎn)的加速度最大,故所受作用力最大,加速度由電場(chǎng)力提供,故B點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度最大,a,a,解得E1.2 V/m,所以A正確；從C點(diǎn)到A點(diǎn)電場(chǎng)力對(duì)小球一直做正功,故電勢(shì)能一直減小,B錯(cuò)誤,C正確；從C點(diǎn)到B點(diǎn)電場(chǎng)力對(duì)小球做功WmvB20,C、B兩點(diǎn)間電勢(shì)差UCB0.9 V,所以D正確。8多選(2020青島模擬)如圖所示是利用高壓電場(chǎng)干燥中藥的基本原理圖,在大導(dǎo)體板MN上鋪一薄層中藥材,針狀電極O和平板電極MN接高壓

10、直流電源,其間產(chǎn)生非勻強(qiáng)電場(chǎng)E；水分子是極性分子,可以看成棒狀帶電體,一端帶正電荷,另一端帶等量負(fù)電荷；水分子在電場(chǎng)力的作用下會(huì)加速?gòu)闹兴幉闹蟹蛛x出去,在鼓風(fēng)機(jī)的作用下飛離電場(chǎng)區(qū)域從而達(dá)到快速干燥的目的。已知虛線ABCD是某一水分子從A處由靜止開始的運(yùn)動(dòng)軌跡,則下列說(shuō)法正確的是()A水分子在B處時(shí),帶正電荷一端受到的電場(chǎng)力與帶負(fù)電荷一端受到電場(chǎng)力大小不相等B水分子沿軌跡ABCD運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)力始終做正功C水分子沿軌跡ABCD運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電勢(shì)能先減少后增加D如果把高壓直流電源的正負(fù)極反接,水分子從A處開始將向下運(yùn)動(dòng)【解析】選AC水分子在B處時(shí),水分子帶正電荷一端所在處電場(chǎng)強(qiáng)度小,水分子受到的電場(chǎng)力

11、小,帶負(fù)電荷一端所在處電場(chǎng)強(qiáng)度大,水分子受到的電場(chǎng)力大,A正確；水分子向針狀電極O靠近時(shí)電場(chǎng)力做正功,遠(yuǎn)離針狀電極O時(shí)電場(chǎng)力做負(fù)功,C正確,B錯(cuò)誤；如果把高壓直流電源的正負(fù)極反接,水分子從A處仍會(huì)向上運(yùn)動(dòng),只不過(guò)帶正電荷一端在上方,即水分子帶正電荷一端受到的電場(chǎng)力大于帶負(fù)電荷一端受到的電場(chǎng)力,D錯(cuò)誤。 (二)“靜電場(chǎng)”的一個(gè)難點(diǎn)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(細(xì)化題型)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題是電場(chǎng)部分的重點(diǎn)和難點(diǎn),是每年高考的熱點(diǎn)問題,該類問題考查了學(xué)生綜合應(yīng)用電場(chǎng)知識(shí)和力學(xué)知識(shí)的能力。從運(yùn)動(dòng)形式上可以分為直線運(yùn)動(dòng)、類平拋運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)、周期性的往復(fù)運(yùn)動(dòng)等多種情況。 在電場(chǎng)力作用下的直線運(yùn)動(dòng)題型簡(jiǎn)

12、述帶電粒子的速度v與場(chǎng)強(qiáng)E方向平行時(shí),帶電粒子在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng),進(jìn)一步說(shuō),如果電場(chǎng)力方向與速度方向相同,則帶電粒子做加速直線運(yùn)動(dòng),如果相反則做減速直線運(yùn)動(dòng)。方法突破若為勻強(qiáng)電場(chǎng),既可用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解,又可用能量觀點(diǎn)(如動(dòng)能定理、效用關(guān)系、能量守恒定律等)求解。若為非勻強(qiáng)電場(chǎng),帶電粒子受到的電場(chǎng)力是變力,加速度是變量,只能用能量觀點(diǎn)求解。 例1反射式速調(diào)管是常用的微波器件之一,它利用電子團(tuán)在電場(chǎng)中的振蕩來(lái)產(chǎn)生微波,其振蕩原理與下述過(guò)程類似。如圖所示,在虛線MN兩側(cè)分別存在著方向相反的兩個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng),一帶電微粒從A點(diǎn)由靜止開始,在電場(chǎng)力作用下沿直線在A、B兩點(diǎn)間往返運(yùn)動(dòng)。已知電場(chǎng)強(qiáng)度

13、的大小分別是E12.0103 N/C和E24.0103 N/C,方向如圖所示。帶電微粒質(zhì)量m1.01020 kg,帶電荷量q1.0109 C,A點(diǎn)距虛線MN的距離d11.0 cm,不計(jì)帶電微粒的重力,忽略相對(duì)論效應(yīng)。求：(1)B點(diǎn)到虛線MN的距離d2；(2)帶電微粒從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間t?！窘馕觥?1)帶電微粒由A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中,由動(dòng)能定理有|q|E1d1|q|E2d20,E1d1E2d2,解得d20.50 cm。(2)設(shè)微粒在虛線MN兩側(cè)的加速度大小分別為a1、a2,由牛頓第二定律有|q|E1ma1,|q|E2ma2,設(shè)微粒在虛線MN兩側(cè)運(yùn)動(dòng)的時(shí)間大小分別為t1、t2,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式

14、有d1a1t12,d2a2t22。又tt1t2,解得t1.5108 s?！緟⒖即鸢浮?1)0.50 cm(2)1.5108 s題后悟通本題第(1)問應(yīng)用動(dòng)能定理求解d2非?？旖?若應(yīng)用牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式則比較麻煩；但第(2)問求解由A到B的時(shí)間t時(shí)只能應(yīng)用后一種方法。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1.如圖所示,從F處釋放一個(gè)無(wú)初速度的電子向B板方向運(yùn)動(dòng),指出下列對(duì)電子運(yùn)動(dòng)的描述中哪句是錯(cuò)誤的(設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)為U)() A電子到達(dá)B板時(shí)的動(dòng)能是UeB電子從B板到達(dá)C板動(dòng)能變化量為零C電子到達(dá)D板時(shí)動(dòng)能是3UeD電子在A板和D板之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)【解析】選C電子在A、B之間做勻加速運(yùn)動(dòng),且eUEk,A正確；在B、C之

15、間做勻速運(yùn)動(dòng),B正確；在C、D之間做勻減速運(yùn)動(dòng),到達(dá)D板時(shí),速度減為零,C錯(cuò)誤,D正確。 在電場(chǎng)力作用下的類平拋運(yùn)動(dòng)題型簡(jiǎn)述帶電粒子垂直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中,由于只受電場(chǎng)力作用,沿初速度方向?qū)⒆鰟蛩僦本€運(yùn)動(dòng),而沿電場(chǎng)力的方向?qū)⒆龀跛俣葹?的勻加速直線運(yùn)動(dòng),稱為類平拋運(yùn)動(dòng)。方法突破(1)處理方法：用運(yùn)動(dòng)的合成和分解的思想處理,即沿v0方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和垂直于v0方向的初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)。(2)偏轉(zhuǎn)規(guī)律：偏轉(zhuǎn)位移,y2,偏轉(zhuǎn)角,tan 。(3)兩個(gè)推論推論1：類平拋運(yùn)動(dòng)物體任意時(shí)刻速度偏轉(zhuǎn)角的正切值是位移偏轉(zhuǎn)角正切值的兩倍。推論2：類平拋運(yùn)動(dòng)物體任意時(shí)刻速度的反向延長(zhǎng)線必過(guò)勻速運(yùn)動(dòng)位移的中點(diǎn)。

16、例2(2020臨沂質(zhì)檢)如圖所示,虛線MN左側(cè)有一場(chǎng)強(qiáng)為E1E的勻強(qiáng)電場(chǎng),在兩條平行的虛線MN和PQ之間存在著寬為L(zhǎng)、電場(chǎng)強(qiáng)度為E22E的勻強(qiáng)電場(chǎng),在虛線PQ右側(cè)相距為L(zhǎng)處有一與電場(chǎng)E2平行的屏?，F(xiàn)將一電子(電荷量為e,質(zhì)量為m)無(wú)初速度地放入電場(chǎng)E1中的A點(diǎn),最后電子打在右側(cè)的屏上,AO連線與屏垂直,垂足為O,求：(1)電子從釋放到打到屏上所用的時(shí)間；(2)電子剛射出電場(chǎng)E2時(shí)的速度方向與AO連線夾角的正切值tan ；(3)電子打到屏上的點(diǎn)P到點(diǎn)O的距離x?！窘馕觥?1)電子在電場(chǎng)E1中做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)加速度為a1,時(shí)間為t1,由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：a1,a1t12,

17、v1a1t1,t2運(yùn)動(dòng)的總時(shí)間為tt1t23 。(2)設(shè)電子射出電場(chǎng)E2時(shí)沿平行電場(chǎng)線方向的速度為vy,根據(jù)牛頓第二定律得,電子在電場(chǎng)中的加速度為a2,t3,vya2t3,tan 解得：tan 2。(3)如圖,設(shè)電子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)距離為x1x1a2t32tan 解得：xx1x23L?！緟⒖即鸢浮?1)3 (2)2(3)3L題后悟通解答本題的關(guān)鍵是分析清楚電子在電場(chǎng)E1、E2及離開電場(chǎng)E2后各段運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),然后選擇相應(yīng)的關(guān)系解決問題。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2.如圖所示,矩形區(qū)域ABCD內(nèi)存在豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),兩個(gè)帶正電的粒子a和b以相同的水平速度射入電場(chǎng),粒子a由頂點(diǎn)A射入,從BC的中點(diǎn)P射出,粒子b由AB

18、的中點(diǎn)O射入,從頂點(diǎn)C射出。若不計(jì)重力,則a和b的比荷之比是() A12B21C18 D81【解析】選D設(shè)粒子初速度為v0,AB間距為d,則d2,2。以上兩式聯(lián)立可解得：81,故D正確。 在電場(chǎng)力作用下的圓周運(yùn)動(dòng)題型簡(jiǎn)述電場(chǎng)力是一種性質(zhì)力,在圓周運(yùn)動(dòng)中可以提供向心力,使帶電物體做圓周運(yùn)動(dòng)。方法突破解決該類問題時(shí),首先分析使物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力來(lái)源,然后根據(jù)牛頓第二定律列方程求解。帶電粒子在電場(chǎng)力作用下的圓周運(yùn)動(dòng)常見以下三種情況：(1)在點(diǎn)電荷Q(或Q)的電場(chǎng)中,另一個(gè)負(fù)電荷q(或正電荷q)圍繞點(diǎn)電荷做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖甲所示。(2)在兩個(gè)等量同種正電荷Q(或負(fù)電荷Q)的電場(chǎng)中,在過(guò)它們連線的

19、中垂面內(nèi),一個(gè)負(fù)電荷q(或正電荷q)圍繞二者連線的中點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖乙所示。(3)兩個(gè)異種電荷Q1、Q2,以相同的角速度繞其連線上某一點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖丙所示。(類似于天體運(yùn)動(dòng)的雙星模型)例3某原子電離后其核外只有一個(gè)電子,若該電子在核的靜電力作用下繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng),那么電子運(yùn)動(dòng)()A半徑越大,加速度越大 B半徑越小,周期越大C半徑越大,角速度越小 D半徑越小,線速度越小【解析】根據(jù)庫(kù)侖力提供向心力,由kmam2rm2rm,知r越大,a越小,也越??；r越小,v越大,而T越小,則C項(xiàng)正確,其他選項(xiàng)錯(cuò)誤?！緟⒖即鸢浮緾題后悟通本題已知條件較少,解題關(guān)鍵是挖掘“某原子電離后其核外只有一

20、個(gè)電子,若該電子在核的靜電力作用下繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)”的隱含條件,即庫(kù)侖力提供電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,進(jìn)而列出相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程,根據(jù)向心力的不同表達(dá)式分析電子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度、周期、角速度、線速度與半徑的關(guān)系。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3.如圖所示,真空中A、B兩點(diǎn)固定兩個(gè)等電荷量的正電荷,一個(gè)具有初速度的帶負(fù)電的粒子僅在這兩個(gè)電荷的作用下,可能做() A勻速直線運(yùn)動(dòng)B勻變速直線運(yùn)動(dòng)C勻變速曲線運(yùn)動(dòng)D勻速圓周運(yùn)動(dòng)【解析】選D根據(jù)等電荷量正電荷電場(chǎng)分布的特點(diǎn),一個(gè)具有初速度的帶負(fù)電的粒子僅在這兩個(gè)電荷的作用下,可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),即以A、B連線的中點(diǎn)為圓心,在垂直于AB直線的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。4.多

21、選如圖所示,兩個(gè)正、負(fù)點(diǎn)電荷,在庫(kù)侖力作用下,它們以兩者連線上的某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),以下說(shuō)法中正確的是() A它們所需要的向心力大小相等B它們的運(yùn)動(dòng)半徑與電荷量成反比C它們做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相等D它們的線速度與其質(zhì)量成反比【解析】選ACD兩異種點(diǎn)電荷能繞連線上某一點(diǎn)各自做勻速圓周運(yùn)動(dòng),它們的角速度相同,二者間的庫(kù)侖力提供向心力：km12R1m22R2,。故A、C、D正確,B錯(cuò)誤。 帶電粒子在周期性變化電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)題型簡(jiǎn)述帶電粒子在周期性變化的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí),由于電場(chǎng)的變化使粒子所受電場(chǎng)力變化,其加速度、速度、位移等都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化,從而出現(xiàn)加速、減速或者往返運(yùn)動(dòng)。方法突破帶電粒子在周期

22、性變化電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的分析方法(1)明確電場(chǎng)(E、U等)變化的規(guī)律。(2)做好兩個(gè)分析(受力分析和運(yùn)動(dòng)分析),抓住粒子的運(yùn)動(dòng)具有周期性、空間上有的具有對(duì)稱性的特征,求解粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度、位移等,并確定與物理過(guò)程相關(guān)的邊界條件。(3)分析問題的兩個(gè)觀點(diǎn)：動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)。(4)此類題型一般有三種情況：粒子做單向直線運(yùn)動(dòng)(一般用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解)；粒子做往返運(yùn)動(dòng)(一般根據(jù)交變電場(chǎng)特點(diǎn)分段研究)；粒子做偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(一般分段研究)。 例4將如圖所示交變電壓加在平行板電容器A、B兩極板上,開始B板電勢(shì)比A板電勢(shì)高,這時(shí)有一個(gè)原來(lái)靜止的電子正處在兩板的中間,它在電場(chǎng)力作用下開始運(yùn)動(dòng),設(shè)A、B兩極板的距離

23、足夠大,下列說(shuō)法正確的是() A電子一直向著A板運(yùn)動(dòng)B電子一直向著B板運(yùn)動(dòng)C電子先向A運(yùn)動(dòng),然后返回向B板運(yùn)動(dòng),之后在A、B兩板間做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)D電子先向B運(yùn)動(dòng),然后返回向A板運(yùn)動(dòng),之后在A、B兩板間做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng)【解析】根據(jù)交變電壓的變化規(guī)律,不難確定電子所受電場(chǎng)力的變化規(guī)律,從而作出電子的加速度a、速度v隨時(shí)間變化的圖線,如圖所示,從圖中可知,電子在第一個(gè)內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng),第二個(gè)內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng),在這半個(gè)周期內(nèi),因初始B板電勢(shì)高于A板電勢(shì),所以電子向B板運(yùn)動(dòng),加速度大小為。在第三個(gè)內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng),第四個(gè)內(nèi)做勻減速運(yùn)動(dòng),但在這半個(gè)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)方向與前半個(gè)周期相反,向A板運(yùn)動(dòng),加速度大小為,所以,電子做往復(fù)運(yùn)動(dòng),綜上分析正確選項(xiàng)應(yīng)為D?！緟⒖即鸢浮緿題后悟通解決本題的關(guān)鍵首先是明確電壓的變化規(guī)律,從而明確電子的受力特點(diǎn),結(jié)合牛頓