專題5帶電粒子在電場(chǎng)中綜合問(wèn)題分析

專題5帶電粒子在電場(chǎng)中綜合問(wèn)題分析-2-一、示波管1.示波管裝置示波管由電子槍

、偏轉(zhuǎn)電極

和熒光屏

組成,管內(nèi)抽成真空。如圖所示。

-3-2.工作原理(1)如果在偏轉(zhuǎn)電極XX'和YY'之間都沒(méi)有加電壓,則電子槍射出的電子束沿直線運(yùn)動(dòng),打在熒光屏中心

,在那里產(chǎn)生一個(gè)亮斑。

(2)YY'上加的是待顯示的信號(hào)電壓

。XX'上是機(jī)器自身產(chǎn)生的鋸齒形電壓,叫作掃描電壓。若所加掃描電壓和信號(hào)電壓的周期相同,就可以在熒光屏上得到待測(cè)信號(hào)在一個(gè)周期內(nèi)隨時(shí)間變化的穩(wěn)定圖象。

-4-二、帶電粒子在電場(chǎng)中綜合問(wèn)題的分析方法1.分析方法和力學(xué)的分析方法基本相同:先分析受力情況,再分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程(平衡、加速或減速,軌跡是直線還是曲線);然后選用恰當(dāng)?shù)牧W(xué)規(guī)律如牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、動(dòng)能定理、能量守恒定律解題。2.帶電粒子的受力特點(diǎn):在討論帶電粒子或其他帶電體的靜止與運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí),重力是否要考慮,關(guān)鍵看重力與其他力相比較是否能忽略。一般來(lái)說(shuō),除明顯暗示外,帶電小球、液滴的重力不能忽略,電子、質(zhì)子等帶電粒子的重力可以忽略,一般可根據(jù)微粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷是否考慮重力作用。-5-3.經(jīng)一定電壓(U1)加速后的帶電粒子,垂直于電場(chǎng)強(qiáng)度方向射入確定的平行板偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中,粒子偏離入射方向的偏距

,它只跟加在偏轉(zhuǎn)電極上的電壓U2有關(guān)。當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓的大小、極性發(fā)生變化時(shí),粒子的偏距也隨之變化,如果偏轉(zhuǎn)電壓的變化周期遠(yuǎn)大于粒子穿越電場(chǎng)的時(shí)間,則在粒子穿越電場(chǎng)的過(guò)程中,仍可當(dāng)作勻強(qiáng)電場(chǎng)處理。因此,當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓為正弦波或鋸齒波時(shí),連續(xù)射入的帶電粒子將以入射方向?yàn)橹行纳舷缕?隨時(shí)間而展開(kāi)的波形與偏轉(zhuǎn)電壓波形相似。-6-三、用正交分解法處理帶電粒子的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)這里所說(shuō)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng),區(qū)別于類似平拋運(yùn)動(dòng)的帶電粒子的偏轉(zhuǎn),它的軌跡常是更復(fù)雜的曲線,但處理這種運(yùn)動(dòng)的基本思想與處理偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是類似的。也就是說(shuō),可以將此復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)互相正交的比較簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng),而這兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律我們是可以掌握的,然后再按運(yùn)動(dòng)合成的觀點(diǎn)求出復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的有關(guān)物理量。-7-四、用能量觀點(diǎn)處理帶電體在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)對(duì)于受變力作用的帶電體的運(yùn)動(dòng),必須借助于能量觀點(diǎn)來(lái)處理。即使都是恒力作用的問(wèn)題,用能量觀點(diǎn)處理常常顯得簡(jiǎn)潔。具體方法常有兩種:1.用動(dòng)能定理處理。思維順序一般為(1)弄清研究對(duì)象,明確所研究的物理過(guò)程;(2)分析物體在所研究過(guò)程中的受力情況,弄清哪些力做功,做正功還是負(fù)功;(3)弄清所研究過(guò)程的始、末狀態(tài)(主要指動(dòng)能);(4)根據(jù)W=ΔEk列出方程求解。2.用包括靜電勢(shì)能和內(nèi)能在內(nèi)的能量守恒定律處理。列式的方法常有兩種:(1)從初、末狀態(tài)的能量相等(即E1=E2)列方程;(2)從某些能量的減少等于另一些能量的增加(即ΔE=ΔE')列方程。-8-答案:(1)√

(2)√(3)×

示波器顯示的是帶電粒子在熒光屏上的落點(diǎn)痕跡。-9-1.(多選)如圖所示,示波管是示波器的核心部件,它由電子槍、偏轉(zhuǎn)電極和熒光屏組成。如果在熒光屏上P點(diǎn)出現(xiàn)亮斑,那么示波管中的()

A.極板X(qián)應(yīng)帶正電 B.極板X(qián)'應(yīng)帶正電C.極板Y應(yīng)帶正電 D.極板Y'應(yīng)帶正電答案解析解析關(guān)閉由熒光屏上亮斑的位置可知,電子在XX'偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中向X極板方向偏轉(zhuǎn),故極板X(qián)帶正電,A正確,B錯(cuò)誤;電子在YY'偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中向Y極板方向偏轉(zhuǎn),故極板Y帶正電,C正確,D錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉AC-10-2.A、B是一條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn),若在A點(diǎn)釋放一初速度為零的電子,電子僅在電場(chǎng)力作用下沿電場(chǎng)線從A運(yùn)動(dòng)到B,其電勢(shì)能Ep隨位移x變化的規(guī)律如圖所示。設(shè)A、B兩點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度分別為EA和EB,電勢(shì)分別為φA和φB。則()A.EA>EB B.EA<EBC.φA>φB D.φA<φB答案解析解析關(guān)閉根據(jù)ΔEp=qEx,由于電勢(shì)能Ep隨位移x變化的規(guī)律為直線,所以為勻強(qiáng)電場(chǎng),EA=EB,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;電子僅在電場(chǎng)力作用下沿電場(chǎng)線從A運(yùn)動(dòng)到B,電勢(shì)能減小,電場(chǎng)力做正功,電場(chǎng)線方向從B到A,φA<φB,選項(xiàng)D正確,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉D-11-3.一個(gè)電荷量為-q、質(zhì)量為m的小球,從光滑絕緣的斜面軌道的A點(diǎn)由靜止下滑,小球恰能通過(guò)半徑為R的豎直光滑圓形軌道的最高點(diǎn)B而做圓周運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)在豎直方向上加如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng),若仍從A點(diǎn)由靜止釋放該小球,則()A.小球不能過(guò)B點(diǎn)B.小球仍恰好能過(guò)B點(diǎn)C.小球通過(guò)B點(diǎn),且在B點(diǎn)與軌道之間壓力不為0D.以上說(shuō)法都不對(duì)答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-12-4.如圖甲所示,兩個(gè)平行金屬板P、Q豎直放置,兩板間加上如圖乙所示的電壓,t=0時(shí),Q板比P板電勢(shì)高5V,此時(shí)在兩板的正中央M點(diǎn)有一個(gè)電子,速度為零,電子在靜電力作用下運(yùn)動(dòng),使得電子的位置和速度隨時(shí)間變化。假設(shè)電子始終未與兩板相碰。在0<t<8×10-10s的時(shí)間內(nèi),這個(gè)電子處于M點(diǎn)的右側(cè),速度方向向左且大小逐漸增大的時(shí)間是()A.0<t<2×10-10sB.2×10-10s<t<4×10-10sC.4×10-10s<t<6×10-10sD.6×10-10s<t<8×10-10s答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-13-5.(多選)在空間某一勻強(qiáng)電場(chǎng)中,將一質(zhì)量為m、電荷量為q的小球由靜止釋放,帶電小球的運(yùn)動(dòng)軌跡為一直線,該直線與豎直方向成銳角θ,電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E。則下列說(shuō)法中正確的是()答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-14-考點(diǎn)一考點(diǎn)二例1對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1考點(diǎn)三帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

帶電粒子在交變電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的分析方法(1)注重全面分析(分析受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律),抓住粒子的運(yùn)動(dòng)具有周期性和在空間上具有對(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。(2)分析時(shí)從兩條思路出發(fā):一是力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,根據(jù)牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律分析;二是功能關(guān)系。(3)此類題型一般有三種情況:一是粒子做單向直線運(yùn)動(dòng)(一般用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解),二是粒子做往返運(yùn)動(dòng)(一般分段研究),三是粒子做偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(一般根據(jù)交變電場(chǎng)特點(diǎn)分段研究)。-15-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例1對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1如圖甲所示,真空中相距d=5cm的兩塊平行金屬板A、B與電源連接(圖中未畫(huà)出),其中B板接地(電勢(shì)為零),A板電勢(shì)變化的規(guī)律如圖乙所示。將一個(gè)質(zhì)量m=2.0×10-27kg、電荷量q=+1.6×10-19C的帶電粒子從緊鄰B板處釋放,不計(jì)粒子重力。求:-16-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例1對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1解題探究:①釋放后粒子的受力情況如何?做什么運(yùn)動(dòng)?②粒子不能到達(dá)A板的臨界條件如何?提示:根據(jù)題意,不計(jì)粒子重力,則粒子只受電場(chǎng)力而做勻加速直線運(yùn)動(dòng),通過(guò)進(jìn)一步計(jì)算可知在

內(nèi)“粒子”發(fā)生的位移恰好等于板間距離,到達(dá)A板的時(shí)間隨之確定。提示:解第(3)小題的關(guān)鍵,在于明確運(yùn)動(dòng)“對(duì)稱性”,弄清“粒子不能到達(dá)A板”的臨界條件,即在

內(nèi)粒子的最大位移等于板間距離。-17-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例1對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1-18-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例1對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1-19-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例1對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1方法歸納:帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),通常只討論電場(chǎng)強(qiáng)度的大小不變、方向做周期性變化且不計(jì)粒子重力的情形。常見(jiàn)類型主要有以下幾類:(1)兩金屬板間加一方波型電壓。(2)兩金屬板間加一鋸齒波或正弦波電壓,但粒子運(yùn)動(dòng)時(shí)間極短,粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電場(chǎng)可以看作勻強(qiáng)電場(chǎng)。-20-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例1對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1(2015·河北名校調(diào)研)如圖甲所示,離子源產(chǎn)生的正離子由離子源飛出時(shí)的速度可忽略不計(jì),離子離開(kāi)離子源后進(jìn)入一加速電壓為U0的加速電場(chǎng),偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板間的距離為d,極板長(zhǎng)為l=2d,偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的下極板接地,偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)極板右端到豎直放置的足夠大的熒光屏之間的距離也為l?，F(xiàn)在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的兩極板間接一周期為T(mén)的交流電壓,上極板的電勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示。(設(shè)正離子的電荷量為q、質(zhì)量為m,大量離子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中央持續(xù)射入,穿過(guò)平行板的時(shí)間都極短,可以認(rèn)為離子在穿過(guò)平行板的過(guò)程中電壓是不變的)

(1)試計(jì)算離子剛進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度v0的大小;(2)在電勢(shì)變化的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)熒光屏有“黑屏”現(xiàn)象,即無(wú)正離子到達(dá)熒光屏,試計(jì)算每個(gè)周期內(nèi)熒光屏黑屏的時(shí)間t;(3)離子打到熒光屏上的區(qū)間的長(zhǎng)度x。點(diǎn)擊查看題圖關(guān)閉-21-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例1對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1-22-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例1對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1-23-考點(diǎn)一考點(diǎn)二例2對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2考點(diǎn)三例3等效法處理帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1.各種性質(zhì)的場(chǎng)(物質(zhì))與實(shí)際物體的根本區(qū)別之一是場(chǎng)具有疊加性,即幾個(gè)場(chǎng)可以同時(shí)占據(jù)同一空間,從而形成疊加場(chǎng)。2.將復(fù)合場(chǎng)等效為一個(gè)簡(jiǎn)單場(chǎng),其具體步驟:先求出重力與電場(chǎng)力的合力,將這個(gè)合力視為一個(gè)“等效重力”,將

視為“等效重力加速度”。再將物體在重力場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律遷移到等效重力場(chǎng)中分析求解即可。-24-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例2對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2例3如圖所示的裝置是在豎直平面內(nèi)放置的光滑絕緣軌道,處于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,帶負(fù)電荷的小球從高為h的A處由靜止開(kāi)始下滑,沿軌道ABC運(yùn)動(dòng)并進(jìn)入圓環(huán)內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。已知小球所受電場(chǎng)力是其重力的,圓環(huán)半徑為R,斜面傾角為θ=60°,sBC=2R。若使小球在圓環(huán)內(nèi)能做完整的圓周運(yùn)動(dòng),h至少為多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)-25-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例2對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2例3解題探究:①如果只有重力場(chǎng),小球恰好做完整的圓周運(yùn)動(dòng),在最高點(diǎn)哪個(gè)力提供向心力?②在重力場(chǎng)和電場(chǎng)的復(fù)合場(chǎng)中,小球恰好做完整的圓周運(yùn)動(dòng),在“最高點(diǎn)”的受力情況怎樣?答案:7.7R提示:重力。

提示:重力和電場(chǎng)力的合力指向圓心且提供向心力。-26-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例2對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2例3-27-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例2對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2例3如圖所示,一個(gè)V形玻璃管倒置于豎直平面內(nèi),并處于E=103V/m、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一個(gè)帶負(fù)電的小球,重力為G=10-3N,電荷量q=2×10-6C,從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),球與管壁的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。已知管長(zhǎng)AB=BC=2m,傾角α=37°,且管頂B處有一很短的光滑圓弧(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。則下列說(shuō)法正確的是(D)

A.小球從A點(diǎn)第一次運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中電勢(shì)能增加B.小球運(yùn)動(dòng)后,第一次速度為0的位置在C處C.A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為2000VD.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最后靜止,小球通過(guò)的總路程是3m-28-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例2對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2例3解題探究:①根據(jù)題設(shè)條件你能分析一下重力和電場(chǎng)力的關(guān)系嗎?②如果把電場(chǎng)力與重力的合力等效為一個(gè)豎直向上的“重力”,該模型可類比什么模型?提示:重力和電場(chǎng)力合力大小等于重力G,方向豎直向上。提示:將整個(gè)裝置在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)180°就變成了常見(jiàn)的物理模型——小球在V形斜面上的運(yùn)動(dòng)。然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、牛頓第二定律、能量守恒定律解題。-29-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例2對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2例3本題考查電場(chǎng)力做正功、電勢(shì)能、電勢(shì)差、牛頓第二定律、功能關(guān)系及等效方法。小球從A點(diǎn)第一次運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中,電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減小,A錯(cuò)誤;小球受到豎直向上的電場(chǎng)力為F=qE=2×10-3

N=2G,重力和電場(chǎng)力合力大小等于重力G,方向豎直向上,這里可以把電場(chǎng)力與重力的合力等效為一個(gè)豎直向上的“重力”。如圖所示,小球開(kāi)始沿這個(gè)V形玻璃管運(yùn)動(dòng)的加速度為a1=g(sin

α-μcos

α)=10×(sin

37°-μcos

37°)=2

m/s2,所以小球第一次到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為

;-30-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例2對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2例3-31-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例2對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2例3規(guī)律總結(jié):等效法處理復(fù)合場(chǎng)問(wèn)題各種性質(zhì)的場(chǎng)與實(shí)物(分子和原子的構(gòu)成物質(zhì))的根本區(qū)別之一是場(chǎng)具有疊加性,即幾個(gè)場(chǎng)可以同時(shí)占據(jù)同一空間,從而形成復(fù)合場(chǎng)。對(duì)于復(fù)合場(chǎng)中的力學(xué)問(wèn)題,可以根據(jù)力的獨(dú)立作用原理分別研究每種場(chǎng)力對(duì)物體的作用效果,也可以同時(shí)研究幾種場(chǎng)力共同作用的效果,將復(fù)合場(chǎng)等效為一個(gè)簡(jiǎn)單場(chǎng),然后與重力場(chǎng)中的力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行類比,利用力學(xué)的規(guī)律和方法進(jìn)行分析與解答。-32-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例3對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2例4(2015·安徽合肥質(zhì)檢)如圖所示,在豎直平面內(nèi)固定的圓形絕緣軌道的圓心為O、半徑為r、內(nèi)壁光滑,A、B兩點(diǎn)分別是圓軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)。該區(qū)間存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),一質(zhì)量為m、帶負(fù)電的小球在軌道內(nèi)側(cè)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)(電荷量不變),經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度最大,O、C連線與豎直方向的夾角θ=60°,重力加速度為g。求:

(1)小球所受到的靜電力的大小;(2)小球在A點(diǎn)速度v0多大時(shí),小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道的壓力最小?-33-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例3對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2例4-34-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例4對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3應(yīng)用動(dòng)力學(xué)和能量觀點(diǎn)處理帶電體在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1.方法技巧功能關(guān)系在電學(xué)中應(yīng)用的題目,一般過(guò)程復(fù)雜且涉及多種性質(zhì)不同的力,因此,通過(guò)審題抓住受力分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析是關(guān)鍵,然后根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中各力做功的特點(diǎn)來(lái)選擇相應(yīng)規(guī)律求解。動(dòng)能定理和能量守恒定律在處理電場(chǎng)中能量問(wèn)題時(shí)仍是首選。2.解題思路-35-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例4對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3(多選)如圖所示,MPQO為有界的豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度為E,ACB為光滑固定的半圓形軌道,圓軌道半徑為R,A、B為圓水平直徑的兩個(gè)端點(diǎn),AC為

圓弧。一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電小球,從A點(diǎn)正上方高為H處的G點(diǎn)由靜止釋放,并從A點(diǎn)沿切線進(jìn)入半圓軌道。不計(jì)空氣阻力及一切能量損失,關(guān)于帶電小球的運(yùn)動(dòng)情況,下列說(shuō)法正確的是()

A.小球一定能從B點(diǎn)離開(kāi)軌道B.小球在AC部分可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)C.若小球能從B點(diǎn)離開(kāi),上升的高度一定小于HD.小球到達(dá)C點(diǎn)的速度可能為零答案解析解析關(guān)閉由題意可知:帶電小球從A到C的過(guò)程中,由于電場(chǎng)力做負(fù)功,而重力做正功,二者間做功的大小關(guān)系不確定,故小球也可能不能從B點(diǎn)離開(kāi)軌道,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;若小球在AC段時(shí),重力等于電場(chǎng)力,則小球在AC部分可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B正確;若小球能從B點(diǎn)離開(kāi),因電場(chǎng)力做負(fù)功,全過(guò)程中小球的機(jī)械能減小,故上升的高度一定小于H,選項(xiàng)C正確;若小球到達(dá)C點(diǎn)的速度為零,則電場(chǎng)力大于重力,則小球不可能沿半圓軌道運(yùn)動(dòng),故小球能到達(dá)C點(diǎn)速度不可能為零,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案解析關(guān)閉BC-36-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例4對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3解題探究:①小球在復(fù)合場(chǎng)區(qū)受力如何?電場(chǎng)力有可能和重力相等嗎?若相等,小球在復(fù)合場(chǎng)區(qū)做什么運(yùn)動(dòng)?②用什么方法分析小球到達(dá)C點(diǎn)的速度能否為零?提示:小球在復(fù)合場(chǎng)區(qū)受電場(chǎng)力和重力;二者可能相等;勻速圓周運(yùn)動(dòng)。提示:小球到達(dá)C點(diǎn)的速度能否為零可以采用假設(shè)法分析。-37-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例4對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3規(guī)律總結(jié):與力學(xué)的分析方法基本相同:先分析研究對(duì)象的受力情況,再分析其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)過(guò)程(是平衡、加速還是減速;是直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng));然后選用恰當(dāng)?shù)囊?guī)律解題。也可以從功和能的角度分析:帶電體的加速(含偏轉(zhuǎn)過(guò)程中速度大小的變化)過(guò)程是其他形式的能和動(dòng)能之間的轉(zhuǎn)化過(guò)程。因此,解決這類問(wèn)題,可以用動(dòng)能定理或能量守恒定律。-38-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例4對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3(2015·江蘇鹽城模擬)如圖所示,ABCD為固定在豎直平面內(nèi)的軌道,AB段光滑水平,BC段為光滑圓弧,對(duì)應(yīng)的圓心角θ=37°,半徑r=2.5m,CD段平直傾斜且粗糙,各段軌道均平滑連接,傾斜軌道所在區(qū)域有電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E=2×105N/C、方向垂直于斜軌向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)。質(zhì)量m=5×10-2kg、電荷量q=+1×10-6C的小物體(視為質(zhì)點(diǎn))被彈簧槍發(fā)射后,沿水平軌道向左滑行,在C點(diǎn)以速度v0=3m/s沖上斜軌。以小物體通過(guò)C點(diǎn)時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn),0.1s以后,電場(chǎng)強(qiáng)度大小不變,方向反向。已知斜軌與小物體間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25。設(shè)小物體的電荷量保持不變,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。

(1)求彈簧槍對(duì)小物體所做的功;(2)設(shè)在斜軌上小物體能到達(dá)的最高點(diǎn)為P,求CP的長(zhǎng)度。點(diǎn)擊查看題圖關(guān)閉答案:(1)0.475

J

(2)0.57

m-39-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考點(diǎn)三例4對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3

-40-12341.(多選)如圖甲所示,兩平行金屬板MN、PQ的板長(zhǎng)和板間距離相等,板間存在如圖乙所示的隨時(shí)間周期性變化的電場(chǎng),電場(chǎng)方向與兩板垂直,不計(jì)重力的帶電粒子沿板間中線垂直電場(chǎng)方向源源不斷地射入電場(chǎng),粒子射入電場(chǎng)時(shí)的初動(dòng)能均為Ek0。已知t=0時(shí)刻射入電場(chǎng)的粒子剛好沿上板右邊緣垂直電場(chǎng)方向射出電場(chǎng)。則()A.所有粒子都不會(huì)打到兩極板上B.所有粒子最終都垂直電場(chǎng)方向射出電場(chǎng)C.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所有粒子的最大動(dòng)能不可能超過(guò)2Ek0D.只有

時(shí)刻射入電場(chǎng)的粒子才能垂直電場(chǎng)方向射出電場(chǎng)答案解析解析關(guān)閉答案解析關(guān)閉-41-12342.(多選)(2015·江西南昌三中期中)如圖所示,一根不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線一端固定于O點(diǎn),另一端系一帶電小球,置于水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中。現(xiàn)把細(xì)線水平拉直,小球從A點(diǎn)靜止釋放,經(jīng)最低點(diǎn)B后,小球擺到C點(diǎn)時(shí)速度為0,則

()

A.小球在B點(diǎn)