靜電場(chǎng)第七章

能力課帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的綜合問題(本能力對(duì)應(yīng)系統(tǒng)用書P167)欄目導(dǎo)航0102題點(diǎn)

各個(gè)擊破配套訓(xùn)練題點(diǎn)各個(gè)擊破1命題點(diǎn)一電場(chǎng)中的力電綜合問題［師生共研類］1.動(dòng)力學(xué)的觀點(diǎn)(1)由于勻強(qiáng)電場(chǎng)中帶電粒子所受電場(chǎng)力和重力都是恒力，可用正交分解法.(2)綜合運(yùn)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式，注意受力分析要全面，特別要注意重力是否需要考慮的問題.2.能量的觀點(diǎn)(1)運(yùn)用動(dòng)能定理，注意過程分析要全面，準(zhǔn)確求出過程中所有力做的功，判斷是對(duì)分過程還是對(duì)全過程使用動(dòng)能定理.(2)運(yùn)用能量守恒定律，注意題目中有哪些形式的能量出現(xiàn).3.動(dòng)量的觀點(diǎn)(1)運(yùn)用動(dòng)量定理，要注意動(dòng)量定理的表達(dá)式是矢量式，在一維情況下，各個(gè)矢量必須選同一個(gè)正方向.(2)運(yùn)用動(dòng)量守恒定律，除了要注意動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是矢量式，還要注意題目表述是否為某方向上動(dòng)量守恒.考向1

用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)解決力電綜合問題

D

(1)當(dāng)h＝1.5R時(shí)，小球到達(dá)半圓軌道最低點(diǎn)時(shí)的速率為多少？

(2)要使小球能到達(dá)半圓軌道的C點(diǎn)，h應(yīng)滿足什么條件？

考向2

用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)、動(dòng)量觀點(diǎn)和能量觀點(diǎn)解決力電綜合問題例3

(多選)(2022年全國(guó)卷)地面上方某區(qū)域存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)，將一帶正電荷的小球自電場(chǎng)中Р點(diǎn)水平向左射出.小球所受的重力和電場(chǎng)力的大小相等，重力勢(shì)能和電勢(shì)能的零點(diǎn)均取在Р點(diǎn).則射出后()A.小球的動(dòng)能最小時(shí)，其電勢(shì)能最大B.小球的動(dòng)能等于初始動(dòng)能時(shí)，其電勢(shì)能最大C.小球速度的水平分量和豎直分量大小相等時(shí)，其動(dòng)能最大D.從射出時(shí)刻到小球速度的水平分量為零時(shí)，重力做的功等于小球電勢(shì)能的增加量BD

例4如圖所示，ABD為豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道，AB段為足夠長(zhǎng)的水平軌道，BD段為半徑R＝0.2m的半圓軌道，二者相切于B點(diǎn)，整個(gè)軌道處于豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)大小E＝5.0×103V/m.一不帶電的絕緣小球甲，以速度v0沿水平軌道向右運(yùn)動(dòng)，與靜止在B點(diǎn)帶正電的小球乙發(fā)生彈性正碰.已知乙球質(zhì)量m＝1.0×10－2kg、所帶電荷量q＝2.0×10－5C，乙球質(zhì)量為甲球質(zhì)量的3倍.g取10m/s2，甲、乙兩球均可視為質(zhì)點(diǎn)，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中無電荷轉(zhuǎn)移.(1)甲、乙兩球碰撞后，乙球通過軌道的最高點(diǎn)D時(shí)，對(duì)軌道的壓力大小N'為自身重力的2.5倍，求乙在水平軌道上的首次落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離；(2)在滿足(1)的條件下，求甲球的初速度v0.(1)甲、乙兩球碰撞后，乙球通過軌道的最高點(diǎn)D時(shí)，對(duì)軌道的壓力大小N'為自身重力的2.5倍，求乙在水平軌道上的首次落點(diǎn)到B點(diǎn)的距離；

(2)在滿足(1)的條件下，求甲球的初速度v0.

命題點(diǎn)二帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)［師生共研類］1.此類題型一般有三種情況(1)粒子做單向直線運(yùn)動(dòng)(一般用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解)；(2)粒子做往返運(yùn)動(dòng)(一般分段研究)；(3)粒子做偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(一般根據(jù)交變電場(chǎng)的特點(diǎn)分段研究).2.兩條分析思路和一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(1)兩條分析思路：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.(2)一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：注意對(duì)稱性和周期性變化關(guān)系的應(yīng)用.考向1

粒子的單向直線運(yùn)動(dòng)例5如圖甲所示，兩極板間加上如圖乙所示的交變電壓.開始時(shí)A板的電勢(shì)比B板高，此時(shí)兩板中間原來靜止的電子在電場(chǎng)力作用下開始運(yùn)動(dòng).設(shè)電子在運(yùn)動(dòng)中不與極板發(fā)生碰撞，向A板運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度方向?yàn)檎较颍瑒t下列圖像中能正確反映電子速度變化規(guī)律的是(其中C、D兩項(xiàng)中的圖線按正弦函數(shù)規(guī)律變化()A

考向2

粒子的往返運(yùn)動(dòng)例6

(多選)如圖所示為勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨時(shí)間t變化的圖像.當(dāng)t＝0時(shí)，在此勻強(qiáng)電場(chǎng)中由靜止釋放一個(gè)帶電粒子，設(shè)帶電粒子只受電場(chǎng)力的作用，則下列說法正確的是()A.帶電粒子將始終向同一