高三物理电场综合题PPT演示课件

.,1,电场综合题吕叔湘中学庞留根,.,2,2001年春12.一质量为4.010-15kg、电量为2.010-9C带正电质点，以v= 4.0104m/s的速度垂直于电场方向从a点进入匀强电场区域，并从b点离开电场区域离开电场时的速度为5.0104m/s 由此可知，电场中a、b两点间的电势差Ua-Ub= _ V；带电质点离开电场时，速度在电场方向的分量为 _ m/s不考虑重力作用,解：由动能定理,qUab=1/2 m(vb2 -va2),Uab=1/2 m(vb2 -va2) / q=9102 V,由运动的合成 vy2 = (vb2 -va2),vy = 3104 m/s,9102,3104,.,3,例1、一根对称的“八字”形玻璃管置于竖直平面内，如图所示。管所在的空间有竖直向下的匀强电场，电场强度E=1000牛/库。重力G1.010-3牛，带电量Q= -210-6库的小物体在管内从A点由静止开始运动，它与管壁摩擦系数为0.5，管长AB=BC=3米，管的B处为一极短的光滑圆弧，管AB和BC与水平方向所夹的角度皆为37,问（1）小物体最终静止在何处？（2）从A开始计算时，小物 体运动的总路程是多少？,解见下页,.,4,E=1000N/C,L=AB=BC=3米 =0.5,解：AB受力，,作匀加速运动,BC受力，,作匀减速运动，,由于有机械能损失，到不了C点就停止，接着返回作匀加速运动，过B点又作匀减速动， 最后停在B点.,由动能定理，对全过程，,(qE-mg)Lsin370- (qE-mg) cos370S=0,S=0.6 L /（0.50.8） =1.8/0.4=4.5m,.,5,例2：如图所示匀强电场方向竖直向下，场强大小为E，三个质量分别为m、2m 、3 m的小球A、B、C，(其中B球带正电Q，A、C两球不带电）用绝缘线连接悬于O点，问(1)当三球均处于静止状态时, A、B之间的细线的张力等于多少?(2)当把OA段细线剪断的瞬间, A、B之间的细线的张力又等于多少?,解: (1)对BC整体,受力如图:,T 1 =5mg+QE,(2)剪断OA, AB球一起下落 (C自由下落),对AB整体 3mg+QE=3ma,a=g+QE/3m,对B 2mg+QE -T 2=2ma,T 2= QE/3,.,6,例3、下述为一个观察带电粒子在液体中运动的实验。现进行如下操作，第一步，给竖直放置的平行电容器充电，让A、B两板带上一定电荷，油滴P在两板间的 匀强电场中恰能保持静止状态。第二步，给电容器的电量增加Q1，让油滴开始竖直向上运动t秒。第三步，在上一步的基础上减少电量Q2，观察到又经2t秒后，油滴刚好回到出发点。设油滴在运动中不碰板，（1）说明在上述第二步和第三步两个过程中，带电油滴各做什么运动？（2）求Q1和Q2的比值Q1/ Q2,.,7,解：画出三步的示意图如图示,对：油滴P平衡有 mg=qE= qU0/d =qQ/Cd,对 ：F合1= q Q1 Cd 方向向上做匀加速运动,a1= q Q1Cmd,v1=a1 t s1 =1/2 a1 t2,对：带电量 Q +Q1 Q2 = Q - Q2,即 Q2= Q2 Q1,F合2= q Q2 Cd 方向向下，向上做匀减速运动,a2= q Q2Cmd,s2 = v1 t - 1/2 a2 t2 = a1 t t - 1/2 a2 t2,s2 = - s1,1/2 a1 t2 = a1 t t - 1/2 a2 t2,a2=5 a1/4,Q2= 5/4Q1,Q1/ Q2=4/9,.,8,1999年高考：在光滑水平面上有一质量m=1.010-3 kg、电量q1.010-10 C的带正电小球，静止在O点以O点为原点，在该水平面内建立直角坐标系Oxy现突然加一沿X轴正方向、场强大小E2.0106Vm的匀强电场，使小球开始运动经过1.0s，所加电场突然变为沿y轴正方向，场强大小仍为E2.0106 Vm的匀强电场再经过1.0s，所加电场又突然变为另一个匀强电场，使小球在此电场作用下经1.0s速度变为零求此电场的方向及速度变为零时小球的位置,.,9,.,10,解:,由牛顿定律，在匀强电场中小球加速度的大小为,a=F/m=0.20m/s2 (1),当场强沿x正方向时，经过1秒钟小球的速度大小为,vxat=0.201.00.20m/s (2),速度的方向沿x轴正方向小球沿x轴方向移动的距离,x1=1/2 at2=1/20.2 1=0.10m (3),在第2秒内，电场方向沿y轴正方向，故小球在x方向做速度为vx的匀速运动，在y方向做初速为零的匀加速运动,沿x方向移动的距离 x2=vxt0.20m (4),沿y方向移动的距离y=1/2 at2=1/20.2 1=0.10m (5),故在第2秒末小球到达的位置坐标x2x1x2=0.30m (6),y2=y=0.10m (7),.,11,在第2秒末小球在x方向的分速度仍为vx ，,在y方向的分速度 vy=at 0.201.0=0.20m/s (8),由上可知，此时运动方向与x轴成45角要使小球速度能变为零，则在第3秒内所加匀强电场的方向必须与此方向相反，即指向第三象限，与x轴成225角,在第3秒内，在电场力作用下小球做匀减速运动，则由,在第3秒末小球到达的位置坐标为, x3=vx t/2=0.21/2=0.1m,x3= x2 + x3 = 0.40m (11), y3=vy t/2=0.21/2=0.1m,y3=y2 + y3 = 0.20m (12),.,12,例4、质量m、带电量+q的滑块，在竖直放置的光滑绝缘圆形轨道上运动，轨道半径为r，现在该区域加一竖直向下的匀强电场，场强为E，为使滑块在运动中不离开圆形轨道，求：滑块在最低点的速度应满足什么条件？,解：若滑块能在圆形轨道上做完整的圆周运动，且刚能通过B点，划块的受力如图示：令 g 1 = g+qE/m,必须有 mg 1=mv2 /r,由动能定理：A-B,.,13,另一种情况：若滑块最多只能在圆形轨道上运动到C点，则可以在A点两侧沿圆轨道往复摆动： 则 vC =0,由动能定理得,滑块在最低点的速度应满足的条件为,式中 g 1 = g+qE/m,思考：若电场强度E的方向向上，结果如何？,题目,.,14,5两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置，构成一平行板电容器，与它相连接的电路如图所示，接通开关K，电源即给电容器充电.（ ）A保持K接通，减小两极板间的距离，则两极板间电 场的电场强度减小B保持K接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的 电量增大C断开K，减小两极板间的距离，则两极板间的电势 差减小D断开K，在两极板间插入一块介质，则两极板间的 电势差增大,03年江苏高考5,B C,.,15,例5：如图示，带电液滴P在平行金属板a b之间的电场内保持静止，现设法使P固定，再使板a b分别以中点O O为轴转过一个相同角度然后释放P，则P在电场内将做什么运动？ ( )A. 向右的匀速直线运动，B. 向右的匀加速直线运动，C. 斜向右下的匀加速直线运动，D. 曲线运动。,解：原来平衡时 E=U/d mg=F=qE=q U/d 后来两板距离变为 dcos 电场强度变为E =U / dcosF=qE=qU / dcos=F/cosFcos=F=mg 所以 粒子在作用下向右匀加速直线运动,B,.,16,(A)若电子是在t=0时刻进入的,它将一直向B板运动 (B)若电子是在t=T/8时刻进入的,它可能时而向B板运动,时而向 A板运动,最后打在B板上 (C)若电子是在t=3T/8时刻进入的,它可能时而 向B板运动,时而向A板运动,最后打在B板上 (D)若电子是在t=T/2时刻进入的, 它可能时而向B板、时而向A板运动,94高考:图中A、B是一对平行的金属板.在两板间加上一周期为T的交变电压u. A板的电势UA=0, B板的电势UB随时间的变化规律为:在0到T/2的时间内,UB=U0(正的常数);在T/2到T的时间内. UB= -U0;在T到3T/2的时间内,UB=U0;在3T/2到2T的时间内. UB= -U0,现有一电子从A板上的小孔进入两板间的电场区内.设电子的初速度和重力的影响均可忽略,则 ( ),A B,.,17,画出ut图,t,u,画出vt图,A.t=0进入,B. t=T/8进入,.,18,ut图,C. t=3T/8进入,D. t=T/2进入,C D都 错误，只有 A B正确,.,19,例6：如图a所示：A、B为一对平行金属板，间距足够大，分别接在交流电源的两端，其两端电压如图b所示规律变化，一个不计重力的带电粒子原来静止在A、B正中间位置处，哪个时刻释放粒子，一定能打到某个金属板上？,解：在t=T/4时刻释放，所加的力类似振动图线的回复力 ， 作 简谐振动,在其它时刻释放,同样碰板.,结论 :只要在t(2n+1)T/4 (n=0、1 、2 ) 时释放，就一定打到某一金属板上,在 t=3T/4时刻释放，同上,在t=0时刻释放，复杂运动，用叠加的办法: 在t=T/4时，这时若 v=0 受力作简谐振动 若不受力,已有速度， v0，做匀速直线运动,现在既受力，又有速度，将是两种运动的叠加，一定碰板。,.,20,04年上海10,10在光滑水平面上的O点系一长为l 的绝缘细线，线的另一端系一质量为m、带电量为q的小球.当沿细线方向加上场强为E的匀强电场后，小球处于平衡状态.现给小球一垂直于细线的初速度v0，使小球在水平面上开始运动.若v0很小，则小球第一次回到平衡位置,所需时间为 .,解：因为v0很小，小球将在电场力和细线拉力的作用下在平衡位置做简谐振动，以电场力qE代替一般单摆中的mg，其周期为T,.,21,04年上海7,光滑水平面上有一边长为l 的正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行。一质量为m、带电量为q的小球由某一边的中点，以垂直于该边的水平初速v0进入该正方形区域。当小球再次运动到该正方形区域的边缘时，具有的动能可能为（ ）,A0,A B C,.,22,解：,因为题中有两个不确定：运动的末位置不确定；电场方向不确定，因此要分别讨论。,设小球从a点运动到b点时，如图示：,由动能定理 W=1/2 mvb2 - 1/2 mv02,其动能 EKb =1/2 mvb2 = 1/2 mv02 + W,若电场方向垂直于水平面（图中纸面）则W=0 ，C正确,若电场方向沿AB方向，则W=qEl ，题中无此答案.,若电场方向沿BA方向，W=-qEl ， 当1/2 mv02 =-qEl 则EKb =0 A正确,若电场方向沿AD方向，小球从a点运动到C点时,EKb =1/2 mvb2 = 1/2 mv02 + 1/2 qEl B正确,.,23,04年全国理综,一带正电的小球，系于长为 l 的不可伸长的轻线一端，线的另一端固定在O点，它们处在匀强电场中，电场的方向水平向右，场强的大小为E，已知电场对小球的作用力的大小等于小球的重力，现先把小球拉到图中的P1处，使轻线拉直，并与场强方向平行，然后由静止释放小球，已知在经过最低点的瞬间，因受线的拉力作用，其速度的竖直分量突然变为零，水平分量没有变化，则小球到达与P1点等高的P2点时速度的大小为 （ ）,.,24,解：小球受力如图示，qE=mg,由静止释放小球，小球在合力作用下做匀加速直线运动,到最低点的速度为v，由动能定理得,因受线的拉力作用，速度的竖直分量vy突然变为零,从最低点起，小球将做圆周运动，到P2处的速度为vt，,由动能定理得qEl -mgl =1/2mvt2- 1/2mvx 2,.,25,04年全国理综21、,A,.,26,解：在电场中，带正电荷的小球所在处的电势为U1 ，带负电荷的小球所在处的电势为U1 ，,将电荷从很远处移到电容器内两板间，电场力对两球分别做功为W1、W2，,由电场力做功的定义 W=qU始终= q （U始-U终）,W1 = q （0-U1 ）,W2 = -q（ 0 U2）,电场力对两个小球所做总功的大小为W,W= W1 + W2 = q （U2-U1） =-qEl= -qlu/d=- qlQCd,.,27,； 造句网 趟京城！ 正在他急得坐立不安、愁眉不展，千方百计地寻找回京理由之际，传来咯皇上将于三天后回京圣旨，壹想到还只需要再忍耐三天，他心情总算是稍微好咯壹些。第十五天，王爷终于随圣驾壹行返回咯京城。刚壹进府，就立即吩咐代班贴身太监小武子，请福晋到朗吟阁。秦顺儿受咯家法，现在还只能趴在床上呢。没壹会儿，排字琦就到咯书院。“给爷请安。”“你去年府时候，见到玉盈怎么样咯？”“回爷，年仆役壹直昏昏沉沉，妾身跟她也说不上话，就把您意思传给咯她贴身丫环”“啥啊？你！你！”他简直是要被排字琦气疯咯！原本办事非常牢靠福晋这壹次怎么这么不着调！“你到底见到年仆役没有！”“回爷，她壹直昏沉沉地，妾身就是见着咯，也跟她说不上话。”“那你去年府干啥啊去咯？爷吩咐你去年府，不就是要你当面见到她吗？你到那里跟她丫环传口信，跟你派各奴才去年府传口信，有啥啊区别！”他壹边说着，壹边将苏培盛那些书信拿咯出来，壹把摔到咯排字琦面前：“你就是这么给爷办差事？你不这么容不下年仆役？小武子！”“奴才在！”小武子应声赶快进咯屋里，于是他吩咐道：“你去给莫吉传爷口信儿，让他好好查查年仆役得咯啥啊重病，病到啥啊程度，哪各大夫看，药方子是啥啊！统统给爷查清楚咯！”他有壹种不祥预感，这中间壹定出咯大问题！玉盈得咯咳血症，怎么这病来得那么蹊跷！病重，到底重到啥啊程度？他就少叮嘱福晋壹句，不管啥啊情况，都要把婚事落实下来！他以为福晋应该明白他意思，可是，年家就用这么壹各“病重”，就将她给打发咯？第壹卷 第383章 处罚小武子已经领命下去，而排字琦站在王爷面前，继续呆着也不是，退下也不是。粘竿处打探消息也不可能这么快就能打探回来，可是他没有发话，排字琦也不敢走，毕竟他这各时候正在气头上，望着摔咯壹地书信，她当然晓得这壹次是将爷给惹翻咯！于是排字琦只好强忍着酸痛，壹直立在壹侧，等候他吩咐。这么壹各大活人站在眼前，王爷怎么可能没有注意到？只是他已经被这各福晋气死咯！交办点儿差事这么敷衍咯事！难道就是因为要娶玉盈进府，就这么消极抵抗？要是水清这番表现还情有可原，她这各嫡福晋居然做出这种事情，真是太让他失望咯！假设玉盈果真病重还好说，假设玉盈壹点儿事情没有，他决不会轻易地就饶过她。现在就先在书房立立规矩吧，看来他上次发火还不够，还没有让她长记性、长教训！可是，他已经很不留情面咯，还不能让她有所顾忌，难道要他直接把那霞光苑拆咯才行？过咯大概有两各多时辰，他终于开口道：“回去吧，这里不用你伺候咯。”“谢爷恩典，妾身告退咯。”排字琦半句客气话都没有说，直接就退下咯，因为她是壹瘸壹拐地出咯朗吟阁。她哪里晓得来书院回话结果居然直接就受咯罚！早晓得如此，她壹定要做足准备，最少这花盆底鞋是不会穿。当时小武子传口信很急，她想也没想就立即赶过去咯，早忘记咯穿竟然是花盆鞋！来时候，红莲陪福晋到咯书院门口，就在院外候着，结果却是左等也不来，右等也不来，她就猜测到福晋可能是被爷责罚咯，于是赶快回咯霞光苑，将紫玉唤来和她壹起在书院外等着。果不其然，福晋出来时候走路都壹步三晃，于是两各丫环赶快上来搀扶，壹路小心翼翼地搀扶着向霞光苑走去。结果不偏不倚，正好遇见咯烟雨园大丫环菊香！壹见是福晋，