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

電場中的力 電綜合問題 01 02 03 04 課堂互動 要善于把電學(xué)問題轉(zhuǎn)化為力學(xué)問題 建立帶電粒子在電場中加速和偏轉(zhuǎn)的模型 能夠從帶電粒子的受力與運(yùn)動的關(guān)系 功能關(guān)系和動量關(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表示某電場中一條電場線 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)動到b過程中的v t圖線如圖乙所示 設(shè)a b兩點(diǎn)的電勢分別為 a b 場強(qiáng)大小分別為ea eb 粒子在a b兩點(diǎn)的電勢能分別為wa wb 不計(jì)重力 則有 a a bb ea ebc ea ebd wa wb 命題角度1電場中粒子的運(yùn)動圖象問題 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 故可知從a到b電場強(qiáng)度減小 粒子動能增大 電勢能減小 電場力方向由a指向b 電場線方向由b指向a b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)電勢 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 確定電荷所受電場力的方向與電場力的大小變化情況 進(jìn)而確定電場強(qiáng)度的方向 電勢的高低及電勢能的變化 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)的電場強(qiáng)度最大d 粒子由a點(diǎn)運(yùn)動到c點(diǎn)過程中 粒子的電勢能先增大后減小 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)開始向遠(yuǎn)處運(yùn)動并經(jīng)過b c兩點(diǎn) 粒子只受電場力作用 粒子經(jīng)過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 以下說法正確的是 題組剖析 解析由題圖乙可知 粒子從a到b過程做加速度減小的減速直線運(yùn)動 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)電場強(qiáng)度為零 選項(xiàng)c錯(cuò)誤 在b點(diǎn)q1對帶負(fù)電粒子的電場力水平向右 要使b點(diǎn)粒子所受合力為零 則q2對帶負(fù)電粒子的電場力水平向左 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)動到c點(diǎn)過程 動能先減小后增大 根據(jù)能量守恒定律知 粒子電勢能先增大后減小 選項(xiàng)d正確 答案d 轉(zhuǎn)回原題 題組剖析 命題角度2帶電粒子在電場中的運(yùn)動 例2 2015 全國卷 如圖所示 一質(zhì)量為m 電荷量為q q 0 的粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動 a b為其運(yùn)動軌跡上的兩點(diǎn) 已知該粒子在a點(diǎn)的速度大小為v0 方向與電場方向的夾角為60 它運(yùn)動到b點(diǎn)時(shí)速度方向與電場方向的夾角為30 不計(jì)重力 求a b兩點(diǎn)間的電勢差 題組剖析 真題拓展1在 例2 中 若勻強(qiáng)電場的寬度為d ef cd為其邊界 改變場強(qiáng)的大小 使粒子在a點(diǎn)時(shí)的速度方向與電場邊界cd垂直 如圖4所示 mn為無場區(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)電場的場強(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 在cd與ef之間加上豎直向上的勻強(qiáng)電場e1 ef與mn之間加上水平向右的勻強(qiáng)電場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)電場場強(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中運(yùn)動問題的基本思路 1 兩分析 一是對帶電粒子進(jìn)行受力分析 二是分析帶電粒子的運(yùn)動狀態(tài)和運(yùn)動過程 初始狀態(tài)及條件 直線運(yùn)動還是曲線運(yùn)動等 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 第二象限中有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場 兩電場的電場強(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 并且能夠連續(xù)兩次通過y軸上的同一個(gè)點(diǎn)q 未畫出 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)間的電勢差upq 3 帶電質(zhì)點(diǎn)在第一象限中運(yùn)動所用的時(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 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電場中的動量和能量問題 題組剖析 轉(zhuǎn)回原題 轉(zhuǎn)到下頁 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兩球始終沒有接觸 題組剖析 轉(zhuǎn)回原題 轉(zhuǎn)到上頁 規(guī)律總結(jié) 電場中動量和能量問題的解題技巧動量守恒定律與其他知識綜合應(yīng)用類問題的求解 與一般的力學(xué)問題求解思路并無差異 只是問題的情景更復(fù)雜多樣 分析清楚物理過程 正確識別物理模型是解決問題的關(guān)鍵 變式訓(xùn)練3有一質(zhì)量為m 長度為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 其場強(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摩擦因數(shù)恒定 物塊運(yùn)動到絕緣板的右端時(shí)恰好相對于絕緣板靜止 若將勻強(qiáng)電場的方向改變?yōu)樨Q直向上 場強(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