带电体在电场中的综合问题课件.pptx

1、第26讲PART 26带电体在电场中的综合问题考点分阶突破高考模拟演练教师备用习题考纲解读第26讲掌握示波管的工作原理,能进行简单计算.能运用牛顿运动定律解决带电粒子在交变电场中的运动.能应用等效场的思想分析处理带电粒子在重力场、电场中的运动.用力学的三种观点解决带电粒子在电场中的综合问题.考点一示波器原理考点分阶突破知能必备在示波管模型中,带电粒子经加速电场加速,再经偏转电场偏转后,需要经历一段匀速直线运动才会打到荧光屏上而显示亮点P,如图26-1所示.图26-1考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破考向探究例1(多选)2017河南中原名校质检 图26-2甲为示波管的结构示意图,偏转电极中的X

2、X两极板竖直放置,YY两极板水平放置,电子枪持续地发射电子束.当XX、YY之间都不加电压时,电子束从电子枪射出后沿直线传播,打在荧光屏中心出现一个亮斑.图乙、图丙为随时间周期性变化的电压.下列判断正确的是()图26-2 考点分阶突破A.当XX之间不加电压时,在YY之间加上图乙所示的电压,荧光屏上的图形是一条沿YY方向的直线B.当XX之间加上图丙所示的电压时,在YY之间不加电压,荧光屏上的图形是一条沿YY方向的直线C.当XX之间加上图乙所示的电压,在YY之间加上图丙所示的电压时,荧光屏上的图形是沿YY方向起伏的正弦曲线D.当XX之间加上图丙所示的电压,在YY之间加上图乙所示的电压时,荧光屏上的图

3、形是沿YY方向起伏的正弦曲线考点分阶突破考点分阶突破变式(定性判断)2016福建莆田质检 示波管是示波器的核心部件,它由电子枪、偏转电极和荧光屏等组成,如图26-3甲所示.示波器的XX和YY两对电极均不加电压时,亮斑出现在荧光屏中心.若在电极XX和YY分别加上如图乙、丙所示的电压,则荧光屏上出现的图形为()图26-3 考点分阶突破图26-4 考点分阶突破考点二带电粒子在交变电场中的运动考点分阶突破知能必备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

4、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).考点分阶突破考点分阶突破考向探究图26-5 考点分阶突破考点分阶突破图26-6 图26-7 考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破甲乙 图26-8 考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破 特别提醒特别提醒考点三“等效法”解决带电粒子在电场、重力场中的运动问题考点分阶突破知能必备考点分阶突破考向探究例32017吉安模拟 如图26-9所示,一条长为L的细线上端固定,下端拴一个质量为m的电荷量为q的小球,将它置于方向水平向右的匀强电场中,使细线竖直拉直时将小球从A点由静止释放,当细线离开竖直位置偏角=60时,小球速度为0.(

5、重力加速度为g)(1)求小球带电性质及电场强度E的大小.(2)若小球在竖直方向上恰好完成圆周运动,求从A点释放时小球应有的初速度vA的大小(可含根式).图26-9考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破变式2016福建厦门一中期中 如图26-10所示,在竖直平面内固定的圆形绝缘轨道的圆心为O、半径为r、内壁光滑,A、B两点分别是圆轨道的最低点和最高点,该区域存在方向水平向右的匀强电场,一质量为m、带负电的小球(电荷量不变)在轨道内侧做完整的圆周运动,经过C点时速度最大,O、C连线与竖直方向的夹角=60,CD为直径,重力加速度为g.求:(1)小球所受到的电场力的大小.(2)小球在A点速度v0为多大时

6、,小球经过D点时对圆轨道的压力最小.图26-10 考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破 特别提醒特别提醒把握三点,正确解答该类问题1.把电场力和重力合成为一个力,称为等效场力.2.将叠加场等效为一个新的场,分析“等效重力加速度”“等效最高(低)点”.3.将物体在重力场中做圆周运动的规律迁移到等效场中分析求解即可,如类比“绳球”“杆球”模型临界值的情况进行分析解答.考点四带电粒子的力电综合问题考点分阶突破知能必备要善于把电学问题转化为力学问题,建立带电粒子在电场中加速和偏转的模型,从以下三个角度进行分析与研究.(1)从牛顿运动定律和运动学角度,先分析受力情况,再分析运动状态和运动过程(平衡、加速

7、或减速,是直线运动还是曲线运动),对匀变速运动问题可用牛顿运动定律和运动学规律处理.(2)从功能的角度,分析带电粒子运动过程中功和能的转化关系,利用动能定理或能量守恒定律解决这类问题.(3)从动量的角度,分析带电粒子运动过程中冲量和动量的转化关系,利用动量定理或动量守恒解决问题.考点分阶突破考向探究例42017四川攀枝花二模 如图26-11所示,在一倾角为37的绝缘斜面下端O固定有垂直于斜面的绝缘挡板.斜面ON段粗糙,长度s=0.02 m,NM段光滑,长度L=0.5 m.在斜面的所在区域有竖直向下的匀强电场,场强为2105 N/C.有一小滑块质量为210-3 kg,带电荷量为+110-7 C,

8、小滑块与ON段表面间的动摩擦因数为0.75.将小滑块从M点由静止释放,在运动过程中没有电荷量损失,与挡板相碰后以原速率返回.已知sin 37=0.6,cos 37=0.8,g取10 m/s2.求:(1)小滑块第一次过N点的速度大小;(2)小滑块最后停在距离挡板多远的位置;(3)小滑块在斜面上运动的总路程.图26-11考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破变式1(单电荷在电场中的运动)如图26-12所示,在水平方向的匀强电场中有一表面光滑、与水平面成45角的绝缘直杆AC,其下端(C端)距地面高度h=0.8 m.有一质量为500 g的带电小环套在直杆上,正以某一速度沿杆匀速下滑.小环离开

9、杆后正好通过C端的正下方P点.(g取10 m/s2)求:(1)小环离开直杆后运动的加速度大小和方向;(2)小环从C运动到P过程中的动能增量;(3)小环在直杆上匀速运动速度的大小v0.图26-12 考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破变式2(双电荷系统在电场中的运动)2016江西四校联考 如图26-13所示,一带电平行板电容器水平放置,板间距d=0.40 m,电容器电容为C=610-4 F,M板带电荷量为Q=-610-3 C,金属板M上开有一小孔.有A、B两个质量均为m=0.10 g、电荷量均为q=+8.010-5 C的带电小球(可视为质点),其间用长为L=0.10 m的绝缘轻杆相连,处于竖直状

10、态,A小球恰好位于小孔正上方H=0.20 m处.现由静止释放并让两个带电小球保持竖直下落.(g取10 m/s2)求:(1)小球在运动过程中的最大速率.(2)小球从由静止释放到距N板的距离最小的过程需要的时间.图26-13 考点分阶突破考点分阶突破考点分阶突破 特别提醒特别提醒解答力电综合问题的一般思路要善于把电学问题转化为力学问题,建立带电粒子在电场中加速和偏转的模型,能够从带电粒子的受力与运动的关系及功能关系两条途径进行分析与研究.高考模拟演练高考真题图26-14 高考模拟演练高考模拟演练图26-15 高考模拟演练高考模拟演练3.2017兰州一中月考 如图26-16所示,一个电荷量为-Q的点

11、电荷甲固定在绝缘水平面上的O点.另一个电荷量为+q、质量为m的点电荷乙,从A点以初速度v0沿它们的连线向甲运动,运动到B点时速度为v,且为运动过程中速度的最小值.已知点电荷乙受到的阻力大小恒为f,A、B两点间距离为L0,静电力常量为k,则下列说法正确的是()高考模拟演练精选模拟图26-16 高考模拟演练高考模拟演练高考模拟演练4.2017浙江镇海中学模拟 如图26-17所示,不带电的金属球A固定在绝缘底座上,它的正上方有B点,该处有带电液滴不断地自静止开始落下,液滴到达A球后将电荷量全部传给A球,设前一液滴到达A球后,后一液滴才开始下落,不计空气阻力和下落液滴之间的影响,则下列叙述中正确的是(

12、)A.第一滴液滴做自由落体运动,以后液滴做变加速运动,都能到达A球B.当液滴下落到重力与电场力大小相等的位置时,开始做匀速运动C.所有液滴下落过程所能达到的最大动能不相等D.所有液滴下落过程中电场力做功相等图26-17 高考模拟演练高考模拟演练5.2016山东实验中学诊断 如图26-18所示,平行板电容器的板长为L,板间距离为d,板B与水平方向的夹角为,两板间所加电压为U,有一带负电液滴,带电荷量为q,以速度v0沿水平方向自A板边沿进入板间后仍沿水平方向运动,恰好从B板边沿水平飞出,求液滴的质量及飞出时的速度大小.(重力加速度为g)图26-18 高考模拟演练教师备用习题教师备用习题教师备用习题

13、教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题6.2017全国卷 真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0.在油滴处于位置A时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变.持续一段时间t1后,又突然将电场反向,但保持其大小不变;再持续同样一段时间后,油滴运动到B点.重力加速度大小为g.(1)求油滴运动到B点时的速度;(2)求增大后的电场强度的大小;为保证后来的电场强度比原来的大,试给出相应的t1和v0应满足的条件.已知不存在电场时,油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍.教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题7.2013全国卷 一电荷量为q(q0)、质量为m的带电粒子在匀强电场的作用下,在t=0时由静止开始运动,场强随时间变化的规律如图所示.不计重力.求在t=0到t=T的时间间隔内.(1)粒子位移的大小和方向;(2)粒子沿初始电场反方向运动的时间.教师备用习题教师备用习题(a)(b)教师备用习题教师备用习题教师备用习题教师备用习题