高三物理知识点复习精讲课件4

第4课时(小专题)电场中的功能关系及带电粒子在交变电场中的运动第4课时(小专题)电场中的功能关系及带电粒子在交变电场中的1突破一电场中的功能关系1．求电场力做功的几种方法 (1)由公式W＝Flcosα计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为W＝Eqlcosα。 (2)由WAB＝qUAB计算，此公式适用于任何电场。 (3)由电势能的变化计算：WAB＝EpA－EpB。 (4)由动能定理计算：W电场力＋W其他力＝ΔEk。突破一电场中的功能关系22．电场中的功能关系 (1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变。 (2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变。 (3)除重力、弹簧弹力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化。 (4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化。2．电场中的功能关系3高三物理知识点复习精讲课件44现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球，该小球通过了A点，到达A点时的动能是初动能的3倍；若该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出，恰好通过B点，且到达B点时的动能为初动能的6倍，重力加速度大小为g。求：图1现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球，该小球通过了5高三物理知识点复习精讲课件46高三物理知识点复习精讲课件47高三物理知识点复习精讲课件48高三物理知识点复习精讲课件49高三物理知识点复习精讲课件410【变式训练】1.(2014·天津卷，4)如图2所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异号电荷。一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么()图2【变式训练】11A．若微粒带正电荷，则A板一定带正电荷B．微粒从M点运动到N点电势能一定增加C．微粒从M点运动到N点动能一定增加D．微粒从M点运动到N点机械能一定增加解析微粒同时受到重力和电场力作用，由题中条件仅可判断出重力与电场力合力向下，无法确定电场力的大小和方向，故只能确定合力对微粒做正功，其动能增大，其他结论均无法确定，选C。答案CA．若微粒带正电荷，则A板一定带正电荷12突破二带电粒子在交变电场中的运动问题1．常见的交变电场 常见的产生交变电场的电压波形有方形波、锯齿波、正弦波等。2．常见的试题类型 此类题型一般有三种情况： (1)粒子做单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解)。 (2)粒子做往返运动(一般分段研究)。 (3)粒子做偏转运动(一般根据交变电场特点分段研究)。突破二带电粒子在交变电场中的运动问题133．解答带电粒子在交变电场中运动的思维方法 (1)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。 (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)注意对称性和周期性变化关系的应用。3．解答带电粒子在交变电场中运动的思维方法14【典例2】如图3甲所示，离子源产生的正离子由离子源飞出时的速度可忽略不计，离子离开离子源后进入一加速电压为U0的加速电场，偏转电场极板间的距离为d，极板长为l＝2d，偏转电场的下极板接地，偏转电场极板右端到竖直放置的足够大的荧光屏之间的距离也为l。现在偏转电场的两极板间接一周期为T的交变电压，上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示。【典例2】如图3甲所示，离子源产生的正离子由离子源飞出时的15

(设正离子的电荷量为q、质量为m，大量离子从偏转电场中央持续射入，穿过平行板的时间都极短，可以认为离子在穿过平行板的过程中电压是不变的)图3(设正离子的电荷量为q、质量为m，大量离子从偏转电场中央持16(1)试计算离子刚进入偏转电场时的速度v0的大小；(2)在电势变化的过程中发现荧光屏有“黑屏”现象，即无正离子到达荧光屏，试计算每个周期内荧光屏黑屏的时间t；(3)离子打到荧光屏上的区间的长度x。(1)试计算离子刚进入偏转电场时的速度v0的大小；17高三物理知识点复习精讲课件418高三物理知识点复习精讲课件419高三物理知识点复习精讲课件420解决此题关键要把握住以下几点(1)粒子在穿过偏转电场的过程中两偏转极板的电势差始终保持不变，这样就可以将变化电压问题简化为电压恒定的问题进行处理；(2)所谓“黑屏”即为带电粒子不能射出偏转电场，因此只要算出粒子恰好不能射出偏转电场的电压，即可根据电压与时间的关系找出“黑屏”的时间；(3)粒子在荧光屏上达到最远距离时对应带电粒子刚好从偏转电场极板边缘射出时的偏转情况。解决此题关键要把握住以下几点21高三物理知识点复习精讲课件422高三物理知识点复习精讲课件423高三物理知识点复习精讲课件424突破三应用动力学知识和功能关系解决力电 综合问题1．方法技巧 功能关系在电学中应用的题目，一般过程复杂且涉及多种性质不同的力，因此，通过审题，抓住受力分析和运动过程分析是关键，然后根据不同的运动过程中各力做功的特点来选择相应规律求解。动能定理和能量守恒定律在处理电场中能量问题时仍是首选。突破三应用动力学知识和功能关系解决力电252．解题思路2．解题思路26【典例3】(2013·四川卷，10)在如图5所示的竖直平面内，物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，分别静止于倾角θ＝37°的光滑斜面上的M点和粗糙绝缘水平面上，轻绳与对应平面平行。劲度系数k＝5N/m的轻弹簧一端固定在O点，一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环D与A相连。弹簧处于原长，轻绳恰好拉直，DM垂直于斜面。【典例3】(2013·四川卷，10)在如图5所示的竖直平面27水平面处于场强E＝5×104N/C、方向水平向右的匀强电场中。已知A、B的质量分别为mA＝0.1kg和mB＝0.2kg，B所带电荷量q＝＋4×10－6C。设两物体均视为质点，不计滑轮质量和摩擦，绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，B电荷量不变。取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。图5水平面处于场强E＝5×104N/C、方向水平向右的匀强电场28(1)求B所受静摩擦力的大小；(2)现对A施加沿斜面向下的拉力F，使A以加速度a＝0.6m/s2开始做匀加速直线运动。A从M到N的过程中，B的电势能增加了ΔEp＝0.06J。已知DN沿竖直方向，B与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4。求A到达N点时拉力F的瞬时功率。(1)求B所受静摩擦力的大小；29第一步：抓住关键点→获取信息第一步：抓住关键点→获取信息30第二步：抓好过程分析→理清解题思路第二步：抓好过程分析→理清解题思路31高三物理知识点复习精讲课件432规范解答A、B处于静止状态时，对于A、B根据共点力的平衡条件解决问题；当A、B做匀加速直线运动时，根据运动学公式、牛顿第二定律和功能关系解决问题。规范解答A、B处于静止状态时，对于A、B根据共点力的平衡条33

(1)F作用之前，A、B均处于静止状态。设B所受静摩擦力大小为f0，A、B间绳中张力为T0，有对A：T0＝mAgsinθ①对B：T0＝qE＋f0②联立①②式，代入数据解得f0＝0.4N③(1)F作用之前，A、B均处于静止状态。设B所受静摩擦力大34(2)物体A从M点到N点的过程中，A、B两物体的位移均为s，A、B间绳子张力为T，有qEs＝ΔEp④T－μmBg－qE＝mBa⑤设A在N点时速度为v，受弹簧拉力为F弹，弹簧的伸长量为Δx，有v2＝2as⑥(2)物体A从M点到N点的过程中，A、B两物体的位移均为s，35高三物理知识点复习精讲课件436设拉力F的瞬时功率为P，有P＝Fv⑩联立④～⑩式，代入数据解得P＝0.528W。⑪答案(1)0.4N(2)0.528W设拉力F的瞬时功率为P，有P＝Fv37高三物理知识点复习精讲课件438图6(1)求DA两点间的电势差UDA；(2)求圆管半径r；(3)求小球从D点运动到P点的时间t。图639高三物理知识点复习精讲课件440高三物理知识点复习精讲课件441高三物理知识点复习精讲课件442高三物理知识点复习精讲课件443第4课时(小专题)电场中的功能关系及带电粒子在交变电场中的运动第4课时(小专题)电场中的功能关系及带电粒子在交变电场中的44突破一电场中的功能关系1．求电场力做功的几种方法 (1)由公式W＝Flcosα计算，此公式只适用于匀强电场，可变形为W＝Eqlcosα。 (2)由WAB＝qUAB计算，此公式适用于任何电场。 (3)由电势能的变化计算：WAB＝EpA－EpB。 (4)由动能定理计算：W电场力＋W其他力＝ΔEk。突破一电场中的功能关系452．电场中的功能关系 (1)若只有电场力做功，电势能与动能之和保持不变。 (2)若只有电场力和重力做功，电势能、重力势能、动能之和保持不变。 (3)除重力、弹簧弹力之外，其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化。 (4)所有外力对物体所做的功等于物体动能的变化。2．电场中的功能关系46高三物理知识点复习精讲课件447现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球，该小球通过了A点，到达A点时的动能是初动能的3倍；若该小球从O点以同样的初动能沿另一方向抛出，恰好通过B点，且到达B点时的动能为初动能的6倍，重力加速度大小为g。求：图1现从O点以同样的初动能沿某一方向抛出此带电小球，该小球通过了48高三物理知识点复习精讲课件449高三物理知识点复习精讲课件450高三物理知识点复习精讲课件451高三物理知识点复习精讲课件452高三物理知识点复习精讲课件453【变式训练】1.(2014·天津卷，4)如图2所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异号电荷。一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么()图2【变式训练】54A．若微粒带正电荷，则A板一定带正电荷B．微粒从M点运动到N点电势能一定增加C．微粒从M点运动到N点动能一定增加D．微粒从M点运动到N点机械能一定增加解析微粒同时受到重力和电场力作用，由题中条件仅可判断出重力与电场力合力向下，无法确定电场力的大小和方向，故只能确定合力对微粒做正功，其动能增大，其他结论均无法确定，选C。答案CA．若微粒带正电荷，则A板一定带正电荷55突破二带电粒子在交变电场中的运动问题1．常见的交变电场 常见的产生交变电场的电压波形有方形波、锯齿波、正弦波等。2．常见的试题类型 此类题型一般有三种情况： (1)粒子做单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解)。 (2)粒子做往返运动(一般分段研究)。 (3)粒子做偏转运动(一般根据交变电场特点分段研究)。突破二带电粒子在交变电场中的运动问题563．解答带电粒子在交变电场中运动的思维方法 (1)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。 (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)注意对称性和周期性变化关系的应用。3．解答带电粒子在交变电场中运动的思维方法57【典例2】如图3甲所示，离子源产生的正离子由离子源飞出时的速度可忽略不计，离子离开离子源后进入一加速电压为U0的加速电场，偏转电场极板间的距离为d，极板长为l＝2d，偏转电场的下极板接地，偏转电场极板右端到竖直放置的足够大的荧光屏之间的距离也为l。现在偏转电场的两极板间接一周期为T的交变电压，上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示。【典例2】如图3甲所示，离子源产生的正离子由离子源飞出时的58

(设正离子的电荷量为q、质量为m，大量离子从偏转电场中央持续射入，穿过平行板的时间都极短，可以认为离子在穿过平行板的过程中电压是不变的)图3(设正离子的电荷量为q、质量为m，大量离子从偏转电场中央持59(1)试计算离子刚进入偏转电场时的速度v0的大小；(2)在电势变化的过程中发现荧光屏有“黑屏”现象，即无正离子到达荧光屏，试计算每个周期内荧光屏黑屏的时间t；(3)离子打到荧光屏上的区间的长度x。(1)试计算离子刚进入偏转电场时的速度v0的大小；60高三物理知识点复习精讲课件461高三物理知识点复习精讲课件462高三物理知识点复习精讲课件463解决此题关键要把握住以下几点(1)粒子在穿过偏转电场的过程中两偏转极板的电势差始终保持不变，这样就可以将变化电压问题简化为电压恒定的问题进行处理；(2)所谓“黑屏”即为带电粒子不能射出偏转电场，因此只要算出粒子恰好不能射出偏转电场的电压，即可根据电压与时间的关系找出“黑屏”的时间；(3)粒子在荧光屏上达到最远距离时对应带电粒子刚好从偏转电场极板边缘射出时的偏转情况。解决此题关键要把握住以下几点64高三物理知识点复习精讲课件465高三物理知识点复习精讲课件466高三物理知识点复习精讲课件467突破三应用动力学知识和功能关系解决力电 综合问题1．方法技巧 功能关系在电学中应用的题目，一般过程复杂且涉及多种性质不同的力，因此，通过审题，抓住受力分析和运动过程分析是关键，然后根据不同的运动过程中各力做功的特点来选择相应规律求解。动能定理和能量守恒定律在处理电场中能量问题时仍是首选。突破三应用动力学知识和功能关系解决力电682．解题思路2．解题思路69【典例3】(2013·四川卷，10)在如图5所示的竖直平面内，物体A和带正电的物体B用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，分别静止于倾角θ＝37°的光滑斜面上的M点和粗糙绝缘水平面上，轻绳与对应平面平行。劲度系数k＝5N/m的轻弹簧一端固定在O点，一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环D与A相连。弹簧处于原长，轻绳恰好拉直，DM垂直于斜面。【典例3】(2013·四川卷，10)在如图5所示的竖直平面70水平面处于场强E＝5×104N/C、方向水平向右的匀强电场中。已知A、B的质量分别为mA＝0.1kg和mB＝0.2kg，B所带电荷量q＝＋4×10－6C。设两物体均视为质点，不计滑轮质量和摩擦，绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，B电荷量不变。取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。图5水平面处于场强E＝5×104N/C、方向水平向右的匀强电场71(1)求B所受静摩擦力的大小；(2)现对A施加沿斜面向下的拉力F，使A以加速度a＝0.6m/s2开始做匀加速直线运动。A从M到N的过程中，B的电势能增加了ΔEp＝0.06J。已知DN沿竖直方向，B与水平面间的动摩擦因数μ＝0.4。求A到达N点时拉力F的瞬时功率。(1)求B所受静摩擦力的大小；72第一步：抓住关键点→获取信息第一步：抓住关键点→获取信息73第二步：抓好过程分析→理清解题思路第二步：抓好过程分析→理清解题思路74高三物理知识点复习精