2025年高考高三物理复习一轮专题十三 带电粒子在电场中运动的综合问题教学课件

第九单元

静电场专题十三

带电粒子在电场中运动的综合问题热点题型探究教师备用习题作业手册题型一

电场中功能关系的综合问题电场力做功的计算电场中的功能关系

BC

C

题型二

等效思想在电场中的应用1.等效重力场物体仅在重力场中的运动是最常见、最基本的运动，同时存在匀强电场和重力场时物体的运动问题就会变得复杂一些.此时可以将重力场与电场合二为一，用一个全新的“复合场”来代替，可形象地称之为“等效重力场”.2.对应概念3.举例

BD

[解析]

因为小球运动到最高点时，细线受到的拉力最大，可知重力和静电力的合力（等效重力）方向向上，则静电力方向向上，且静电力大于重力，由于电场方向向下，所以小球带负电，故A错误，B正确；因重力和静电力的合力方向向上，可知小球运动到最高点时速度最大，故C错误；由于等效重力方向竖直向上，所以小球运动到最低点时速度最小，有

[答案]D

BDA.小球的动能最小时，其电势能最大B.小球的动能等于初始动能时，其电势能最大C.小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时，其动能最大D.从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，重力做的功等于小球电势能的增加量

题型三

带电粒子的能量和动量综合问题解决电场中的力电综合问题，常用以下几种观点分析解答：（1）动力学的观点①由于匀强电场中带电粒子（体）所受电场力和重力都是恒力，可用正交分解法.②综合运用牛顿运动定律和运动学公式，注意受力分析和运动分析，特别注意重力是否需要考虑的问题.（2）能量的观点①运用动能定理，注意过程分析要全面，准确求出过程中的所有力做的功，判断是对分过程还是对全过程使用动能定理.②运用能量守恒定律，注意题目中有哪些形式的能量出现.（3）动量的观点①运用动量定理，要注意动量定理的表达式是矢量式，在一维情况下，各个矢量必须选同一个正方向.②运用动量守恒定律，要注意动量守恒定律的表达式是矢量式，注意正方向的选取.

[答案]BD

[解析]

取水平向右为正方向，由于物块从出发到返回出发点的过程中，静电力做功为零，所以返

（1）试证明：当两小球的速度相同时系统的电势能最大，并求出该最大值；

教师备用习题

教师备用习题题型一电场中功能关系的综合问题BD

教师备用习题

教师备用习题题型二等效思想在电场中的应用BC教师备用习题

教师备用习题除重力和弹力外其他力做功等于机械能的增加量,若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则小球运动到B点时,电场力做正功最多,故到B点时的机械能最大,故B正确;若小球能在竖直平面内做完整的圆周运动,小球从C到D的过程中电场力做功,所以机械能不守恒,故C正确;由于mg=Eq,所以小球受合力方向与电场方向夹角为45°且指向右下方,故如果将小球在A点由静止开始释放,刚开始它将沿合力方向做匀加速直线运动,故D错误.

教师备用习题BD

教师备用习题4.如图所示,光滑绝缘足够长的水平面位于匀强电场中,电场方向水平向右,场强大小为E.两小滑块A和B静置于水平面上,其位置连线与电场方向平行.两小滑块质量均为m,A带电荷量为q(q>0),B不带电.初始时,A和B的距离为L,现释放小滑块A,A在电场力作用下沿直线加速运动,与B发生完全弹性碰撞.若每次A和B发生的碰撞均为对心正碰,碰撞时没有电荷转移,碰撞的时间极短.已知q=0.1C,E=1V/m,m=0.2kg,L=1m.(1)求发生第一次碰撞前A获得的速度大小v及第一次碰撞后A和B获得的速度大小vA1和vB1;教师备用习题[答案]

1m/s

0

1m/s题型三带电粒子的能量和动量综合问题

教师备用习题教师备用习题

(2)从开始释放A到与B发生第二次碰撞前,小滑块A运动的距离;[答案]

5m教师备用习题[解析]A从开始释放到与B发生第三次碰撞前的v-t图像如图所示(3)试画出A从开始释放到与B发生第三次碰撞前的v-t图像(不要求写过程).[答案]如图所示

教师备用习题教师备用习题

(1)碰撞前瞬间细线对小球的拉力大小;[答案]

7N教师备用习题

(2)碰撞后瞬间物块的速度大小;[答案]

2m/s教师备用习题

(3)物块最终停止的位置坐标.[答案]

0.8m教师备用习题

6.如图所示,AC水平轨道上AB段光滑、BC段粗糙,且BC段的长度L=1m,CDF为竖直平面内半径R=0.1m的光滑半圆绝缘轨道,两轨道相切于C点,CF右侧有电场强度大小E=1×103N/C、方向水平向右的匀强电场.一根轻质绝缘弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与质量m=0.1kg的滑块P接触.当弹簧处于原长时滑块在B点,在

F点有一套在半圆轨道上、电荷量q=1.0×10-3C的带正电圆环,在半圆轨道最低点放一质量与圆环质量相等的滑块Q(图中未画出).由静止释放圆环,圆环沿半圆轨道运动,当圆环运动到半圆轨道的最右侧D点时对轨道的压力大小FN=5N.已知滑块Q与轨道BC间的动摩擦因数μ=0.1,重力加速度大小g取10m/s2,两滑块和圆环均可视为质点,圆环与滑块Q的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短,Q、P两滑块碰撞后粘在一起.求:教师备用习题教师备用习题

(1)圆环的质量M;[答案]

0.1kg教师备用习题

(2)圆环与滑块Q碰撞前瞬间的速度大小vC;[答案]

2m/s教师备用习题

(3)弹簧的最大弹性势能Ep.[答案]

0.05J作业手册◆

基础巩固练

◆

AA.电场力做功相同

B.动能的变化量相等C.重力做功相同

D.合力的冲量大小相等12345678

12345678

B

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12345678

12345678

12345678[答案]D

12345678

D

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12345678◆

综合提升练

◆

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12345678[答案]BD

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B

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