专题 带电粒子在电场中的运动(上)-讲义.doc

主要考点梳理1、知识点带电粒子在各种电场中的运动分析2、重点与难点分析各种力学的模型在电学中复活，各种综合题目的出现，包括圆周分析、类平抛分析、受力分析、运动过程和能量分析。一句话，这是中学物理三把刀的第二把终于亮剑了!金题精讲题一题面：在电场中，电子只在电场力作用下可能做( )A.匀速直线运动 B.匀变速直线运动C.匀变速曲线运动 D.匀速率圆周运动题二题面：M、N是一对竖直放置的平行金属板，在两板间加上如图所示交变电压。位于两板中点 P处有一电子。在t=0时速度为零，在 t=0.ls时，位于 P点右侧s处。设MN间距离足够大，那么在 t0.3s时，电子将位于（ ）AP点 BP点右方s处CP点左方s处 DP点左方2s处题三题面：如图所示，三个平行金属板a、b、c，ab相距d1，bc相距d2，d2=d1。三个金属板上分别有三个小孔A、B和C，其连线跟板面垂直。三个金属板接到输出电压为U1和输出电压为U2的两个电源上，且U1 U2，在A孔的右侧放一个带负电的质点，质点重力不计，由静止开始释放后，质点将向右运动，穿过B孔，到达P点后，再返回到A孔，则有 ( )A将b板平行向右移动一小段距离，再释放带电质点，质点仍将运动到P点后返回B将b板平行向右移动一小段距离，再释放带电质点，质点可能穿过C孔C若将b板平行向右移动足够远，再释放带电质点，质点可能穿过C孔D若将带电质点放在C孔的左端，由静止释放，它一定能穿过A孔题四题面：一带电质点从图中的A点竖直向上射入一水平方向的匀强电场中，质点运动到B点时，速度方向变为水平，已知质点质量为m，带电量为q，AB间距离为L，且AB连线与水平方向成角，求（1）质点速度vA/vB 的比值；（2）电场强度E；（3）如质点到达B后继续运动到与A点在同一水平面上的C点，则BC的距离多大。题五题面：在方向水平的匀强电场中，一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球，另一端固定于O 点。把小球拉起直至细线与场强平行，然后无初速释放。已知小球摆到最低点的另一侧，线与竖直方向的最大夹角为（如图）。求小球经过最低点时细线对小球的拉力。课后拓展练习注：此部分为老师根据本讲课程内容为大家精选的课下拓展题目，故不在课堂中讲解，请同学们课下自己练习并对照详解进行自测.题一题面：如图所示，水平面绝缘且光滑，弹簧左端固定，右端连一轻质绝缘挡板，空间存在着水平方向的匀强电场，一带电小球在电场力和挡板压力作用下静止。若突然将电场反向，则小球加速度的大小随位移x变化的关系图象可能是下图中的()题二题面：如图所示，两块平行金属板竖直放置，两板间的电势差U1.5103 V(仅在两板间有电场)，现将一质量m1102kg、电荷量q4105C的带电小球从两板的左上方距两板上端的高度h20 cm的地方以初速度v04 m/s水平抛出，小球恰好从左板的上边缘进入电场，在两板间沿直线运动，从右板的下边缘飞出电场，求：(1)金属板的长度L。(2)小球飞出电场时的动能Ek。题三题面：如图所示，长L1.2 m、质量M3 kg的木板静止放在倾角为37的光滑斜面上，质量m1 kg、带电荷量q2.5104 C的物块放在木板的上端，木板和物块间的动摩擦因数0.1，所在空间加有一个方向垂直斜面向下、场强E4.0104 N/C的匀强电场。现对木板施加一平行于斜面向上的拉力F10.8 N。 取g10 m/s2，斜面足够长。求：(1)物块经多长时间离开木板？(2)物块离开木板时木板获得的动能。(3)物块在木板上运动的过程中，由于摩擦而产生的内能。题四题面：如图所示，一带电荷量为q、质量为m的小物块处于一倾角为37的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中，小物块恰好静止。重力加速度取g，sin 370.6，cos 370.8.求：(1)水平向右电场的电场强度；(2)若将电场强度减小为原来的，物块的加速度是多大；(3)电场强度变化后物块下滑距离L时的动能。题五题面：在一个水平面上建立x轴，在过原点O右侧空间有一个匀强电场，电场强度大小E6105 N/C，方向与x轴正方向相同，在O处放一个电荷量q5108C、质量m0.010 kg的带负电绝缘物块。物块与水平面间的动摩擦因数0.2，沿x轴正方向给物块一个初速度v02 m/s，如图所示，求：(1)物块最终停止时的位置；(g取10 m/s2)(2)物块在电场中运动过程的机械能增量。讲义参考答案金题精讲题一答案：BCD题二答案：B题三答案： D题四答案：（1）；（2）电场强度；（3） 题五答案：课后拓展练习题一答案：A详解：带电小球静止时设弹簧的压缩量为x0，则qEkx0，电场反向后，由牛顿第二定律得：qEk(x0x)ma(x为小球的位移)，由于该方程中a与x为一次函数，在ax图象中为直线；球与挡板分开后，有qEma，a为定值，故只有A正确。题二答案：(1)0.15 m(2)0.175 J详解：(1)小球到达左板上边缘时的竖直分速度：vy2 m/s设小球此时速度方向与竖直方向之间的夹角为，则：tan2小球在电场中沿直线运动，所受合力方向与运动方向相同，设板间距为d，则：tanL，解得L0.15 m(2)进入电场前mghmv12mv02电场中运动过程qUmgLEkmv12解得Ek0.175 J 。题三答案：(1) s(2)27 J(3)2.16 J详解：(1)物块向下做加速运动，设其加速度为a1，木板的加速度为a2，则由牛顿第二定律对物块：mgsin37(mgcos37qE)ma1对木板：Mgsin37(mgcos37qE)FMa2又a1t2a2t2L得物块滑过木板所用时间t s。(2)物块离开木板时木板的速度v2a2t3 m/s。其动能为Ek2Mv2227 J(3)由于摩擦而产生的内能为QF摩x相(mgcos37qE)L2.16 J。题四答案：(1)(2)0.3g(3)0.3mgL详解：(1)小物块静止在斜面上，受重力、电场力和斜面支持力，受力图如图所示，则有FNsin 37qE FNcos 37mg 由可得E(2)若电场强度减小为原来的，即E由牛顿第二定律得mgsin 37qEcos 37ma 可得a0.3g。(3)电场强度变化后物块下滑距离L时，重力做正功，电场力做负功，由动能定理得mgLsin 37qELcos 37Ek0 可得Ek0.3mgL。题五答案：(1)原点O左侧0.2 m处(2)0.016 J详解：(1)第一个过程：物块向右做匀减速运动到速度为零。FfmgF