2011届高考物理二轮复习 第4讲专题2B匀变速直线运动规律在电磁学中的应用课件

1、专题二 恒力作用下的直线运动,第2讲 匀变速直线运动规律在电磁学中的应用,带电粒子在匀强电场中由静止开始被加速或沿着平行于电场方向射入电场中的加速、减速运动属于匀变速直线运动电磁学中典型匀变速直线运动还包括:电荷在周期性交替变化的恒力作用下的往复运动 (例如电荷在加矩形波电压的平行板中运动)导体棒在外力作用下切割磁感线的运动,在具体解决上述力、电综合问题注意事项： 正确分析研究对象的受力情况； 充分理解和掌握不同场对电荷作用的特点和差异； 认真分析运动的详细过程，充分挖掘题目中的有效信息，建立起清晰的物理情景，运用力学中的匀变速规律求解,【例1】在光滑水平面上有一质量 ,电量 的带正电小球，静

2、止在O点以O点为原点，在该水平面内建立直角坐标系Oxy.现突然加一沿x轴正方向、场强大小 的匀强电场，使小球开始运动经过1.0s，所加电场突然变为沿y轴正方向，场强大小仍为 的匀强电场再经过1.0s，所加电场又突然变为另一个匀强电场，使小球在此电场作用下经1.0s速度变为零求此电场的方向及速度变为零时小球的位置,1电荷在匀强电场中的匀变速运动问题,【解析】由牛顿定律得知：匀强电场中小球加速度的大小为a= 代入数值可得： 当场强沿正方向时， 经过1s小球的速度大小：,【例1】 如图221所示，由A、B两平行金属板构成的电容器放置在真空中，电容为C，原来不带电电容器的A板接地，并且中心有一个小孔，

3、通过这个小孔向电容器中射入电子，射入的方向垂直于极板，射入的速度为v0,如果电子是间歇发射的即第一个电子到达B板后再发射第二个电子，并且所有到达板的电子都留在B板上随着电子的射入两极板间的电势差逐渐增加，直至达到一个稳定值，已知电子的质量为m，电荷量为e.电子所受的重力忽略不计，两板的距离为d.,(1)当板上聚集了n个射来的电子时，两板间电场的场强E 多大？ (2)最多能有多少个电子到达B板？ (3)到达B板的第一个电子在两板间运动的时间和最后一电子在两板间运动的时间各是多少？二者时间差是多少？,(2)设最多能聚集n个电子，此后再射入的电子未到达B板时速度已减为零， 由 ， ， E= 则有 得

4、：,(1)当B板上聚集了n个射来的电子时，两板间的电压U= = 其内部场强E= =,(3)第一个电子在两板间做匀速运动，运动时间为 ，最后一个电子在两板间做匀减速运动，到达B板时速度为零，运动时间为 ， 二者时间差为,【解析】,匀强电场场强 ，方向水平，电场中有两个带电质点，他们的质量均为 质点A带负电,质点B带正电。电荷量皆为 开始时，两质点位于同一 等势面上，A的初速 ，B的初速度 ，均沿场强方向在以后的运动过程中，若用 表示任一时刻两质点间的水平距离，问当 的数值在什么范围内，可判断哪个质点在前面(规定图中右方为前)，当的 数值在什么范围内不可判断谁前谁后？,，,【解析】,当tt2时，由

5、于vBvA随着时间的增加A、B间的距离将由0一直增大，完全可能超过0.8m，所以，当A、B间的距离s0.8m时，A可能在前，B也可能在前，仅由A、B间距离无法判断A、B哪个在前；当A、B间距离s0.8m时，B一定在前，A一定在后，即可由A、B间距离判断B在前 【答案】当s0.8m时无法判断A、B哪个在前；当s0.8m时可判断B在前,2电荷在周期性交替变化的恒力作用下的往复运动,【例3】 A、B为水平放置的平行金属板，板间距离d为20cm(远小于板的长和宽)，在两板之间有一个带负电的质点P，质量为0.1g，已知若在A、B间加电压U0=20V，则质点P可以保持静 止，现在A、B间加上如图乙所示的随时间t变化的电压，U=2U0.在t=0时质点P位于A、B间的中点处，且初速度为零，质点P能在A、B之间以最大幅度上下运动而又不与两板相碰，并且以后每次经过A、B间的中点时速度最大(质点开始从中点上升到最高点，及以后每次从最高点到最低点或从最低点到最高点的过程中，电压只改变一次)(g=10m/s2)求：,(1)质点的带电量q； (2)质点从A、B间的中点第一次上升到最高点的时间t.,【解析】,【例3】 一对平行光滑导轨，放在水平面上，两导轨间的距L=0.20m，电阻R=1.0 ；有一导体杆静止地放在轨道上，与两轨道垂直，杆及两轨道的电阻均可忽略不计，整个装置处于磁感应强度B=0.50T的匀强