高考物理 电场总复习力学、电学题目对比课件 新人教版

电场单元复习 带电粒子在重力场与电场的复合场中运动的解题思路 五 四 三 解题法 五个分析 受力分析 正确解题的前提 过程分析 正确解题的关键 状态分析 正确解题的切入点 做功分析 能量转化分析 守恒条件分析 四种运动 匀变速直线运动 匀变速曲线运动 如平抛 类平抛运动 圆周运动 一般运动 运用力的观点直接求解 运动分解 化曲为直 以直代曲 寻找向心力 从动量 能量观点入手解题 力的观点 动量观点 能量观点 三大观点 优化组合 牢记几种电场线 2 等势面 学习物理的建议 建立 物理模型 1 多题归一 就是找模型 2 遇到新题 尤其是现在流行的 信息题 特别要想想怎样建立正确的物理模型 下面我将一些力学模型与电学题目进行一下对比 已知如图 带电小球A B的电荷分别为QA QB OA OB 都用长L的丝线悬挂在O点 静止时A B相距为d 为使平衡时AB间距离减为d 2 可采用以下哪些方法 A 将小球A B的质量都增加到原来的2倍B 将小球B的质量增加到原来的8倍C 将小球A B的电荷量都减小到原来的一半D 将小球A B的电荷量都减小到原来的一半 同时将小球B的质量减小到原来的一半 相似三角形法 如图4所示 半径为R表面光滑的半球体被固定在水平地面上 跨过无摩擦的定滑轮 一根轻绳下挂一个质量为m的小球 将小球置于半球体的表面上 并使定滑轮位于半球体的正上方 现用力F向左下方拉绳的自由端 使小球沿光滑半球面缓慢向上滑动小球沿斜面向上滑动的过程中 绳对小球拉力的大小的变化情况如何 半球面对小球的支持力的大小的变化情况又怎样 力学模型 电学应用 力学模型 电学应用 例 氢核外电子绕核运动的半径为氢核的质量电子的质量电子带电量求电子的动能和等效电流为多大 97全国 如图所示 一质量为m 带电量为q的点电荷 在电场力作用下以恒定的速率v0经过同一圆弧上的A B C三点 已测得AC S 从A到C速度方向转过 角 求A B C三点场强的大小是多少 并分析这个电场是什么性质的电荷所激发的电场 求场源电荷的电荷量是多少 匀速圆周运动 07宁夏匀强电场中的三点A B C是一个三角形的三个顶点 AB的长度为1m D为AB的中点 如图所示 已知电场线的方向平行于 ABC所在平面 A B C三点的电势分别为14V 6V和2V 设场强大小为E 一电量为1 10 6C的正电荷从D点移到C点电场力所做的功为W 则A W 8 10 6J E 8V mB W 6 10 6J E 6V mC W 8 10 6J E 8V mD W 6 10 6J E 6V m 如图 图中A B C D是匀强电场中一正方形的四个顶点 已知A B C三点的电势分别为UA 15V UB 3V UC 3V 由此可得D点电势UD V 画等势面 模型 电学应用 竖直圆周运动 临界条件 绳子和轨道对小球刚好没有力的作用mg mv2 R v临界 注意 如果小球带电 且空间存在电 磁场时 临界条件应是小球所受重力 电场力和洛仑兹力的合力提供向心力 此时临界速度v临界 能过最高点条件 v v临界 当v v临界时 绳 轨道对球分别产生拉力 压力 不能过最高点条件 v v临界 实际上球还未滑到最高点就脱离了轨道 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 电学应用 力学模型 光滑圆环半径为r 珠子带正电质量为m 珠子所受静电力是重力的3 4 将珠子由A点静止释放 求 1 珠子所能获得的最大动能 2 珠子动能最大时对圆环的压力多大 3 若要珠子完成一个完整的圆周运动 在A点释放时 要给珠子多大的初速度 如图 a 的球过最高点时 轻质杆对球产生的弹力情况 当v 0时 FN mg FN为支持力 方向背向圆心方向 当0FN 0 FN为支持力 当v 时 FN 0 当v 时 FN随v增大而增大 且FN 0 FN为拉力 方向指向圆心 竖直圆周运动 力学模型 电学应用 如图所示 匀强电场方向水平向左 带正电的物体沿绝缘的水平板向右做匀变速运动 经A点时 动能为100J 到B点时动能减少了80J 电势能增加了48J 当物体再次回到A点时动能为A 36JB 40JC 20JD 60J 物体以100J的初动能从A点出发沿一斜面向上运动 当它到达某一高度时 动能损失了80J 而机械能损失了32J 则该物体返回A点时动能为多少 动能定理 力学模型 电学应用 2004上海 在光滑水平面上的O点系一长为的绝缘细线 线的另一端系一质量为m 带电量为q的小球 如图所示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 则小球第一次回平衡位置所需时间为 单摆模型 一根不可伸长的细线下面悬挂一个密度大的小球就组成了单摆 单摆的特征 摆线不可伸长 质量可忽略 小球要小 质量要大 力学模型 电学应用 例 子弹以一定的初速度射入放在光滑水平面上的木块中 并共同运动下列说法中正确的是 A 子弹克服阻力做的功等于木块动能的增加与摩擦生的热的总和B 木块对子弹做功的绝对值等于子弹对木块做的功C 木块对子弹的冲量大小等于子弹对木块的冲量D 系统损失的机械能等于子弹损失的动能和子弹对木块所做的功的差 子弹打木块模型 力学模型 电学应用 如图所示 电容器固定在一个绝缘座上 绝缘座放在光滑水平面上 平行板电容器板间距离为d 电容为C 右极板有一个小孔 通过小孔有一长为的绝缘杆 左端固定在左极板上 电容器极板连同底座 绝缘杆总质量为M 给电容器充入电量Q后 有一质量为m的带电量为 q的环套在杆上从最右端以某一初速度对准小孔向左运动 M 3m 设带电环不影响电容器板间电场的分布 电容器外部电场忽略不计 带电环进入电容器后距左板最小距离为 试求 带电环与左极板间相距最近时的速度 若取左板的电势能为零 当环距左板最近时环的电势能 带电环受绝缘杆的摩擦力 子弹打木块模型 水平面光滑绝缘 A B带同种电荷 A球质量为m 静止释放时 A球加速度为a B球加速度为a 4 经过一段时间A球的加速度为a 4 速率为v 求 1 此时B的加速度和速率 2 这一过程中系统电势能减少了多少 子弹打木块模型 在光滑的水平轨道上有两个半径都是r的小球A和B 质量分别为m和2m 当两球间的距离大于l l比2r大得多 时 两球间无相互作用力 当两球心间的距离等于或小于l时 两球间存在相互作用的恒定斥力F 设A球从远离B球处以速度v0沿两球心连线向原来静止的B球运动 如图所示 欲使两球不发生接触 v0必须满足什么条件 力学模型 电学应用 细线长为L下端拴一质量为m的带电小球 电场强度大小为E 方向水平向右 已知小球平衡时偏角为 求 小球的带电性和带电量 如果使细线的偏角由 增大到 然后将小球由静止释放 则 为多大才能使细线到达竖直位置时 小球的速度刚好为零 01全国 细长轻绳下端栓一小球构成单摆 如图所示 现将单摆向左方拉开一个角度 然后无初速地释放 对于以后的运动 单摆模型 力学模型 电学应用 03综 图中虚线所示为静电场中的等势面1 2 3 4 相邻的等势面之间的电势差相等 其中等势面3的电势为0 一带正电的点电荷在静电力的作用下运动 经过a b点时的动能分别为26eV和5eV 当这一点电荷运动到某一位置 其电势能变为 8eV时 它的动能应为A8eVB13eVC20eV34eV 能量守恒 力学模型 电学应用 如图所示 桌面高度为h 质量为m的小球从离地面高H处自由落下 不计空气阻力 假设桌面处重力势能为零 则小球落到地面前瞬间的机械能为 A mghB mgHC mg H h D mg H h 如图L1 L2 L3为相邻的电势差相等的三个等势面 有一个带正电的粒子在等势面L3处的动能为20eV 运动到L1处时动能变为零 若取L2处电势为零 那么当这个带电粒子电势能为6eV时 重力不计 它的动能为多少 能量守恒 力学模型 电学应用 质量为m的人造卫星 在环绕地球的椭圆轨道上运行 在运行过程中它的最大速度值为V 当卫星由远地点运行到近地点的过程中 地球引力对它做的功为W 则卫星在近地点的速度值是 在远地点的速度值是 四川 带电粒子M只在电场力作用下由P点运动到Q点 在此过程中克服电场力做了2 6 10 6J的功 那么A M在P点的电势能一定小于它在Q点的电势能B P点的场强一定小于Q点的场强C P点的电势一定高于Q点的电势D M在P点的动能一定大于它在Q点的动能 能量守恒 力学模型 电学应用 质量m 0 2kg物体 从H 2m高处自静止下落 着地速度v 5m s 若物体在下落和反弹上升过程中受空气阻气大小不变 而且和地面撞击时无机械能损失 则物体从下落到最后停留在地面上经过的路程是多少 能量守恒 图中 一个质量为m 电量为 q的小物体 可在水平轨道x上运动 O端有一与轨道垂直的固定墙 轨道处的场强为E 方向沿ox轴正向的匀强电场中 小物体以初速度v0 从点沿ox轨道运动 运动中受到大小不变的摩擦力F的作用 且F qE 小物体与墙碰撞时不损失机械能 求它在停止前通过的总路程 力学模型 电学应用 一带负电小球在从空中的a点运动到b点过程中 受重力 空气阻力和电场力作用 重力对小球做功3 5J 小球克服空气阻力做功0 5J 电场力对小球做功1J 则下列选项正确的是A 小球在a点的重力势能比在b点大3 5JB 小球在a点的机械能比在b点小0 5JC 小球在a点的电势能比在b点少1JD 小球在a点的动能比在b点多4J 小滑块放在如图所示的凹形斜面上 用力F沿斜面向下拉小滑块 小滑块沿斜面运动了一段距离 若已知在这过程中 拉力F所做的功的大小 绝对值 为A 斜面对滑块的作用力所做的功的大小为B 重力做功的大小为C 空气阻力做功的大小为D 当用这些量表达时 小滑块的动能改变 指末态动能减去初态动能 等于 滑块的重力势能的改变等于 滑块机械能 指动能与重力势能之和 的改变等于 A B C D C A B D 力学模型 电学应用 能量守恒 如图所示 在竖直平面的xoy坐标系内 oy表示竖直向上方向 一个小球从坐标原点沿oy方向竖直向上抛出 初动能为4J 此小球在该平面内运动过程中一直受到沿x轴正向的恒定的外力作用 不计空气阻力 它达到的最高点位置如图中M 3 2 点所示 求 1 小球在M点时的动能E1 2 计算并在图上标出小球落回x轴时的位置N 3 小球到达N点时的动能E2 解 1 在竖直方向小球只受重力 从O M速度由v0减小到0 在水平方向小球只受恒定外力F 速度由0增大到v1 由图知这两个分运动平均速度大小之比为2 3 因此v0 v1 2 3 所以小球在M点时的动能E1 9J 2 由竖直分运动知 O M和M N经历的时间相同 因此水平位移大小之比为1 3 故N点的横坐标为12 3 小球到达N点时的竖直分速度为v0 水平分速度为2v1 由此可得此时动能E2 40J 如图所示的xoy平面内 y轴正方向竖直向上 存在着水平向右的匀强电场 有一带正电的小球自从标原点o沿y轴正方向竖直向上抛出 它的初动能为4J 不计空气阻力 当它上升到最高点M时它的动能为5J 试分析说明带电小球被抛出后沿竖直方向和水平方向分别做做什么运动 在图上画出带电小球从抛出点o到落在与o同一水平线上的o 点的运动轨迹示意图 求带电小球落回到o 点时的动能 复合场中运动 解析 解得 电势能为 由动能定理 解题回顾 本题实质上就是两个相互作用的物体形成一个系统 在水平方向上无外力作用故动量守恒 另外通过电场力实现系统动能与电势能的相互转化 例2 细线长为L下端拴一质量为m的带电小球 电场强度大小为E 方向水平向右 已知小球平衡时偏角为 求 小球的带电性和带电量 如果使细线的偏角由 增大到 然后将小球由静止释放 则 为多大才能使细线到达竖直位置时 小球的速度刚好为零 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g1 g qE m 必须有mg1 mv2 r 由动能定理 A B 另一种情况 若滑块最