2020高考物理第七章從教材走向高考(高考熱點(diǎn)——帶電體在電場中的平衡與運(yùn)動問題)教案魯科版

1、高考熱點(diǎn)帶電體在電場中的平衡與運(yùn)動問題【教材原題】魯科版選修31P24T5如圖所示，一質(zhì)量為m的帶電液滴，在大小【遷移深化】改變電場方向3.(多選)在空間中水平面MN的下方存在豎直為E，方向豎直向上的勻強(qiáng)電場中處于靜止?fàn)钕蛳碌膭驈?qiáng)電場，質(zhì)量為m的帶電小球由MN態(tài)。求：這個(gè)液滴帶什么電？電荷量為多少？當(dāng)場強(qiáng)的大小突然變?yōu)樵瓉淼囊话?，方向保持不變時(shí)，液滴向什么方向運(yùn)動？其加速度為多少？上方的A點(diǎn)以一定初速度水平拋出，從B點(diǎn)A進(jìn)入電場，到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度方向恰好水平，、B、C三點(diǎn)在同一直線上，且AB2BC，如圖2所示。由此可見()圖2【遷移深化】改變電場方向A.電場力為2mg21.在上題勻強(qiáng)電場的方向突

2、然變?yōu)樗较蛴遥∏蛟鯓舆\(yùn)動？3s末小球的速度大小是多少(重力加速度g10m/s2)？【遷移深化】水平拋出小球2.一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球從距地面高h(yuǎn)處以一定初速度水平拋出。在距拋出點(diǎn)水平距離L處，有一根管口比小球直徑略h大的豎直細(xì)管。管上口距地面，為使小球能無碰撞地通過管子，可在管子上方的整個(gè)區(qū)域加一個(gè)場強(qiáng)方向水平向左的勻強(qiáng)電場，如圖1所示，求：B.小球帶負(fù)電C.小球從A到B與從B到C的運(yùn)動時(shí)間相等D.小球從A到B與從B到C的速度變化量的大小相等【遷移深化】“一球”換為“兩球”4.(2017全國卷，25)如圖3所示，兩水平面(虛線)之間的距離為H，其間的區(qū)域存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場。

3、自該區(qū)域上方的A點(diǎn)將質(zhì)量均為m，電荷量分別為q和q(q0)的帶電小球M、N先后以相同的初速度沿平行于電場的方向射出。小球在重力作用下進(jìn)入電場區(qū)域，并從該區(qū)域的下邊界離開。已知NM離開電場時(shí)的速度方向豎直向下；在電場中圖1(1)小球的初速度v0和電場強(qiáng)度E的大??；(2)小球落地時(shí)的動能Ek。做直線運(yùn)動，剛離開電場時(shí)的動能為N剛離開電場時(shí)的動能的1.5倍。不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g。求：圖3(1)M與N在電場中沿水平方向的位移之比；(2)A點(diǎn)距電場上邊界的高度；(3)該電場的電場強(qiáng)度大小。由平衡條件得qEmg0，電荷量為q。2由牛頓第二定律得mgqEma。解得加速度為ag。22參考答案【教材

4、原題】解析液滴受向上的電場力，故液滴帶正電。mgEE當(dāng)場強(qiáng)變化時(shí)，液滴向下做勻加速直線運(yùn)動，1212答案見解析【遷移深化】1.解析勻強(qiáng)電場方向突然變?yōu)樗较蛴視r(shí)，小球受重力與電場力的合力方向與豎直方向成45角斜向右下，小球?qū)⒀剡@一方向做勻加速直線運(yùn)動。2mgma3s末小球的速度大小為vat302m/s。答案勻加速直線運(yùn)動302m/s2.解析(1)電場中運(yùn)動的帶電小球，在水平方向上qEv0mthgt2豎直方向上0又v22EqmL，E。聯(lián)立式得v02Lgh2mgLhqh(2)從拋出到落地由動能定理得1mghEqLEk2mv20聯(lián)立解得小球落地時(shí)動能Ekmgh答案(1)2Lgh2mgLhqh(2)m

5、gh3.BD由AB和由BC過程中水平方向?yàn)閯蛩龠\(yùn)動，水平方向xABv0tAB，xBCv0tBC，由于1h1Fmgt2xAB2xBC，所以，AB2tBC，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；分別列出豎直方向的方程，即h2gt2，2mt2，解得F3mg，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；小球受到的電場力向上，與電場方向相反，所以小球應(yīng)析可得，AB過程|v|gt，BC過程|v|gt，故選項(xiàng)D正確。2該帶負(fù)電，故選項(xiàng)B正確；速度變化量等于加速度與時(shí)間的乘積，即vat，結(jié)合以上的分3mgmgtm24.解析(1)設(shè)小球M、N在A點(diǎn)水平射出時(shí)的初速度大小為v0，則它們進(jìn)入電場時(shí)的水平速度仍然為v0。M、N在電場中運(yùn)動的時(shí)間t相等，電場力作用下產(chǎn)生的加速度沿水平方向，大小均為a，在電場中沿水平方向的位移分別為s1和s2。由題給條件和運(yùn)動學(xué)公式得v0at01s1v0t2at21s2v0t2at2s2s聯(lián)立式得13(2)設(shè)A點(diǎn)距電場上邊界的高度為h，小球下落h時(shí)在豎直方向的分速度為vy，由運(yùn)動學(xué)公式v2y2gh2Hvyt1gt2M進(jìn)入電場后做直線運(yùn)動，由幾何關(guān)系知vyHv0s1hH1則0v聯(lián)立式可得3(3)設(shè)電場強(qiáng)度的大小為E，小球M進(jìn)入電場后做直線運(yùn)動，qEvymg設(shè)M、N離開電場時(shí)的動能分別為Ek1、Ek2，由動能定理得22Ek11m(v20vy)mgHqEs112Ek22m(v20vy)mgHqEs2由已