物理-第一編-4-1 (2)

1、專題四電場和磁場第1講帶電物體在電場中的運(yùn)動二、電場中功能關(guān)系的理解和應(yīng)用1如果只有電場力做功，動能(Ek)和電勢能(Ep)的總和守恒，則(1)EpEk.(2)電場力做正功，電勢能減小，動能增加(3)電場力做負(fù)功，電勢能增大，動能減小2除了電場力之外的其他力做功，動能和電勢能的總和發(fā)生變化：(1)若除電場力之外其他力做正功，動能和電勢能之和變大(2)若除電場力之外其他力做負(fù)功，動能和電勢能之和減小3如果只有電場力和重力做功則電勢能和機(jī)械能之和保持不變四、帶電粒子在電場中運(yùn)動問題的分析方法1三種基本思路(1)解決電場中帶電體的運(yùn)動問題可以結(jié)合三大觀點(diǎn)：動力學(xué)觀點(diǎn)、動量觀點(diǎn)、能量觀點(diǎn)(2)三大思路

2、的選用當(dāng)帶電粒子在電場中做勻變速直線運(yùn)動時(shí)，一般用力的觀點(diǎn)來處理(即用牛頓定律結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式)；當(dāng)帶電粒子在電場中做類平拋運(yùn)動時(shí)，用運(yùn)動的合成和分解的方法來處理；當(dāng)帶電粒子在電場中做一般曲線運(yùn)動時(shí)，一般用動能定理或能量的觀點(diǎn)來處理2兩條主要線索(1)動力學(xué)觀點(diǎn)這類問題基本上是運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、靜電學(xué)知識的綜合應(yīng)用，處理問題的關(guān)鍵是要注意區(qū)分不同物理過程，弄清不同物理過程中物體的受力情況，根據(jù)受力情況分析判斷運(yùn)動性質(zhì)，根據(jù)相應(yīng)的物理規(guī)律列方程(2)功能觀點(diǎn)首先對帶電體受力分析，再分析運(yùn)動形式，然后根據(jù)具體情況選用公式計(jì)算動能定理，要分清有多少個(gè)力做功，是恒力做功還是變力做功，同時(shí)要明確初末狀態(tài)及運(yùn)

3、動過程中動能的增量能量守恒定律，要分清帶電體在運(yùn)動中共有多少種能量參與轉(zhuǎn)化，哪些能量是增加的，哪些能量是減少的，表達(dá)式有兩種：a初狀態(tài)和末狀態(tài)的能量相等，即E初E末b一種形式的能量增加必然引起另一種形式的能量減少，即E增E減這種方法不僅適用于勻變速運(yùn)動，對非勻變速運(yùn)動(非勻強(qiáng)電場中)也同樣適用電場的基本性質(zhì)場強(qiáng)、電勢、電勢能的比較方法1電場強(qiáng)度：(1)根據(jù)電場線的疏密程度判斷，電場線越密處電場越強(qiáng)(2)根據(jù)等差等勢面的疏密程度判斷，等差等勢面越密處電場越強(qiáng)(3)根據(jù)aEq/m，a越大處電場越強(qiáng)2電勢：(1)沿電場線方向電勢降低，電場線由電勢高的等勢面指向電勢低的等勢面，且電場線垂直于等勢面(2

4、)判斷UAB的正負(fù)，根據(jù)UABAB，比較A和B的大小3電勢能電場力做正功，電荷(無論正電荷還是負(fù)電荷)從電勢能較大處移向電勢能較小處；反之，如果電荷克服電場力做功，那么電荷將從電勢能較小處移向電勢能較大處 某電場的電場線分布如圖所示，以下說法正確的是()Ac點(diǎn)場強(qiáng)大于 b點(diǎn)場強(qiáng)Ba點(diǎn)電勢高于b點(diǎn)電勢C若將一試探電荷 q由 a點(diǎn)釋放，它將沿電場線運(yùn)動到b點(diǎn)D若在 d點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷Q，將一試探電荷q由a移至 b的過程中，電勢能減小【思維點(diǎn)撥】求解此題應(yīng)把握以下三點(diǎn)：(1)場強(qiáng)與電場線疏密的關(guān)系(2)電勢高低與電場線方向的關(guān)系(3)電勢能變化與電場力做功的關(guān)系【聽課記錄】電場線越密的地方電場強(qiáng)度越

5、大，故A錯(cuò)沿著電場線的方向，電勢是逐漸降低的，B對；電場線不是帶電粒子的運(yùn)動軌跡，故C錯(cuò)；在原電場中，將一試探電荷q由a移至b的過程中，電場力做正功在d點(diǎn)再固定一點(diǎn)電荷Q，將一試探電荷q由a移至b的過程中，電場力也做正功，所以在復(fù)合場中，將一試探電荷q由a移至b的過程中，根據(jù)電場力做功和電勢能的關(guān)系可知：電勢能減小，D正確【答案】BD1如圖所示為點(diǎn)電荷a、b所形成的電場線分布，有一帶電粒子僅在電場力作用下從圖中的A點(diǎn)沿電場線運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是()A帶電粒子在A點(diǎn)電勢能高于在B點(diǎn)電勢能B帶電粒子在A點(diǎn)動能大于在B點(diǎn)的動能C帶電粒子在A點(diǎn)的電場力小于在B點(diǎn)的電場力D帶電荷a、b為

6、異種電荷解析：根據(jù)電場的分布可以判斷這是由等量的異種電荷在空間形成的電場，故可以直接得出選項(xiàng)D正確；結(jié)合電場中電場線與場強(qiáng)的關(guān)系，即順著電場線方向電勢降低和電場線密集的地方場強(qiáng)大的特點(diǎn)，可以得出電場中A點(diǎn)場強(qiáng)小于B點(diǎn)場強(qiáng)，故帶電粒子在A點(diǎn)的電場力小于B點(diǎn)的電場力，選項(xiàng)C正確；但是題目中沒有交代帶電粒子的電性所以不能判斷帶電粒子在A、B點(diǎn)的電勢能高低以及電場力在運(yùn)動過程中做功的正負(fù)，所以A、B選項(xiàng)錯(cuò)誤答案：CD電容器的動態(tài)分析問題 用控制變量法，可以研究影響平行板電容器的因素(如圖)設(shè)兩極板正對面積為S，極板間的距離為d，靜電計(jì)指針偏角為.實(shí)驗(yàn)中，極板所帶電荷量不變，若()A保持S不變，增大d，

7、則變大B保持S不變，增大d，則 變小C保持d不變，減小S，則 變小D保持d不變，減小S，則 不變【答案】A2(2011年高考天津理綜)板間距為d的平行板電容器所帶電荷量為Q時(shí)，兩極板間電勢差為U1，板間場強(qiáng)為E1.現(xiàn)將電容器所帶電荷量變?yōu)?Q，板間距變?yōu)閐，其他條件不變，這時(shí)兩極板間電勢差為U2，板間場強(qiáng)為E2，下列說法正確的是()AU2U1，E2E1BU22U1，E24E1CU2U1，E22E1DU22U1，E22E1答案：C帶電物體在電場中的運(yùn)動 (2011年蘭州二模)如圖所示，在光滑水平絕緣平面上，水平勻強(qiáng)電場方向與x軸之間成135角，電場強(qiáng)度E1103 N/C，某帶負(fù)電的小球，電荷量為

8、q2106C，質(zhì)量為m1103 kg，以初速度v02 m/s從坐標(biāo)軸原點(diǎn)出發(fā)，在xOy平面內(nèi)運(yùn)動，v0與水平勻強(qiáng)電場方向垂直求：(1)該帶電小球所受到的電場力的大?。?2)該帶電小球在第二秒內(nèi)速度變化量的大??；(3)當(dāng)帶電小球再經(jīng)過x軸時(shí)與x軸交于A點(diǎn)，求帶電小球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)速度vA大小及OA間電勢差UOA.【思維點(diǎn)撥】小球沿光滑水平面的運(yùn)動為類平拋運(yùn)動，即在垂直于電場方向上做勻速直線運(yùn)動，沿電場力方向上做勻加速直線運(yùn)動，可結(jié)合運(yùn)動的合成與分解的思想求解【答案】(1)2103N(2)2 m/s(3)4.5 m/s4103 V3.如圖所示，豎直面內(nèi)的正方形ABCD的邊長為d，質(zhì)量為m、電荷量為q的

9、小球從AD邊的中點(diǎn)，以某一初速度進(jìn)入正方形區(qū)域若正方形區(qū)域內(nèi)未加電場時(shí)，小球恰好從CD邊的中點(diǎn)離開正方形區(qū)域；若在正方形區(qū)域內(nèi)加上豎直方向的勻強(qiáng)電場，小球可以從BC邊離開正方形區(qū)域已知重力加速度為g，求：(1)小球進(jìn)入正方形區(qū)域的初速度v0. (2)要使小球從BC邊離開正方形區(qū)域，求所加豎直方向的勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)E的方向和E的大小范圍力、電綜合問題分析 如圖甲，在水平地面上固定一傾角為的光滑絕緣斜面，斜面處于電場強(qiáng)度大小為E、方向沿斜面向下的勻強(qiáng)電場中一勁度系數(shù)為k的絕緣輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面底端，整根彈簧處于自然狀態(tài)一質(zhì)量為m、帶電量為q(q0)的滑塊從距離彈簧上端為s0處由靜止釋放，滑塊在運(yùn)