导学教程高考物理总复习 第六章 静电场 第四节 带电体运动的综合问题课件 新人教版.ppt

第四节带电体运动的综合问题 考点一静电场中的三类图象1 v t图象根据v t图象的速度变化 斜率变化 即加速度大小的变化 确定电荷所受电场力的方向与电场力的大小变化情况 进而确定电场的方向 电势的高低及电势能的变化 2 x图象 1 电场强度的大小等于 x图线的斜率大小 电场强度为零处 x图线存在极值 其切线的斜率为零 2 在 x图象中可以直接判断各点电势的大小 并可根据电势大小关系确定电场强度的方向 3 在 x图象中分析电荷移动时电势能的变化 可用wab quab 进而分析wab的正负 然后作出判断 3 e x图象在给定了电场的e x图象后 可以由图线确定电场强度的变化情况 电势的变化情况 e x图线与x轴所围图形 面积 表示电势差 在与粒子运动相结合的题目中 可进一步确定粒子的电性 动能变化 电势能变化等情况 在这类题目中 还可以由e x图象假设某一种符合e x图线的电场 利用这种已知电场的电场线分布 等势面分布或场源电荷来处理相关问题 考向1由带电粒子的v t图象判断电场的分布 例1 多选 2014 海南高考 如图6 4 1甲所示 直线mn表示某电场中一条电场线 a b是线上的两点 将一带负电荷的粒子从a点处由静止释放 粒子从a运动到b过程中的v t图线如图乙所示 设a b两点的电势分别为 a b 电场强度大小分别为ea eb 粒子在a b两点的电势能分别为wa wb 不计重力 则有 图6 4 1a a bb ea ebc eawb 解析 由v t图象的斜率减小可知由a到b的过程中 粒子的加速度减小 所以电场强度变小 ea eb 根据动能定理 速度增大 可知电势能减小 wa wb 可得选项b d正确 答案 bd 考向2由 x图象判断电场强度 例2 2016 衡水中学期末 两电荷量分别为q1和q2的点电荷放在x轴上的o m两点 两电荷连线上各点电势 随x变化的关系如图6 4 2所示 其中a n两点的电势均为零 nd段中的c点电势最高 则 图6 4 2a n点的电场强度大小为零b a点的电场强度大小为零c nc间电场强度方向指向x轴正方向d 将一负点电荷从n点移到d点 电场力先做正功后做负功 解析 a n点的电势等于零 电场强度大小不为零 选项a b错误 从n到c电势升高 nc间电场强度方向指向x轴负方向 选项c错误 从n到c电势升高 从c到d电势降低 将一负点电荷从n点移到c点 电场力做正功 从c点到d点 电场力做负动 选项d正确 答案 d 考点二带电粒子在交变电场中运动1 此类题型一般有三种情况 一是粒子做单向直线运动 一般用牛顿运动定律求解 二是粒子做往返运动 一般分段研究 三是粒子做偏转运动 一般根据交变电场的特点分段研究 2 分析时从两条思路出发 一是力和运动的关系 根据牛顿第二定律及运动学规律分析 二是功能关系 3 注重全面分析 分析受力特点和运动规律 抓住粒子的运动具有周期性和在空间上具有对称性的特征 求解粒子运动过程中的速度 位移 做功或确定与物理过程相关的边界条件 考向1粒子做单向直线运动 例3 如图6 4 3甲所示 在真空中足够大的绝缘水平地面上 一个质量为m 0 2kg 带电荷量为q 2 0 10 6c的小物块处于静止状态 小物块与地面间的动摩擦因数 0 1 从t 0时刻开始 空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场 取水平向右为正方向 g取10m s2 求 图6 4 3 1 23s内小物块的位移大小 2 23s内电场力对小物块所做的功 答案 1 47m 2 9 8j 考向2粒子做往返运动 例4 如图6 4 4甲所示 两平行正对的金属板a b间加有如图乙所示的交变电压 一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间p处 若在t0时刻释放该粒子 粒子会时而向a板运动 时而向b板运动 并最终打在a板上 则t0可能属于的时间段是 图6 4 4 答案 b 考向3粒子做偏转运动 例5 如图6 4 5甲所示 热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计 电子发射装置的加速电压为u0 电容器板长和板间距离均为l 10cm 下极板接地 电容器右端到荧光屏的距离也是l 10cm 在电容器两极板间接一交变电压 上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示 每个电子穿过平行板的时间都极短 可以认为电压是不变的 求 图6 4 5 1 在t 0 06s时刻 电子打在荧光屏上的何处 2 荧光屏上有电子打到的区间有多长 答案 1 打在屏上的点位于o点上方 距o点13 5cm 2 30cm 图6 4 6 考向2带电体在等效场中的 平抛 运动 例7 多选 2015 江苏单科 一带正电的小球向右水平抛入范围足够大的匀强电场 电场方向水平向左 不计空气阻力 则小球图6 4 7 a 做直线运动b 做曲线运动c 速率先减小后增大d 速率先增大后减小 解析 刚开始时带电小球所受重力与电场力的合力f跟v0不在同一条直线上 所以它一定做曲线运动 a项错误 b项正确 因重力与电场力的合力f为恒力 结合图可知运动过程中合力f与速度之间的夹角由钝角减小到锐角 其中直角时速率最小 所以带电小球的速率先减小后增大 故c项正确 d项错误 答案 bc 1 2014 安徽理综 一带电粒子在电场中仅受静电力作用 做初速度为零的直线运动 取该直线为x轴 起始点o为坐标原点 其电势能ep与位移x的关系如图6 4 8所示 下列图象中合理的是 随堂巩固 图6 4 8 答案d 2 多选 2014 上海高考 静电场在x轴上的电场强度e随x的变化关系如图6 4 9所示 x轴正向为电场强度正方向 带正电的点电荷沿x轴运动 则点电荷图6 4 9 a 在x2和x4处电势能相等b 由x1运动到x3的过程中电势能增大c 由x1运动到x4的过程中电场力先增大后减小d 由x1运动到x4的过程中电场力先减小后增大 解析由图象可知 正电荷从x2移动到x4的过程电场力做功不为零 两点电势能不相等 a项错误 从x1移动到x3的过程电场力沿x轴负方向 电场力做负功 电势能增大 b项正确 从x1到x4的过程电场强度先增大 后减小 所以电场力先增大后减小 c项正确 d项错误 答案bc 图6 4 10 答案bc 4 2016 温州模拟 如图6 4 11所示 在某一真空中 只有水平向右的匀强电场和竖直向下的重力场 在竖直平面内有初速度为v0的带电微粒 恰能沿图示虚线由a向b做直线运动 那么 图6 4 11a 微粒带正 负电荷都有可能b 微粒做匀减速直线运动c 微粒做匀速直