2019年高考物理一輪復習 第七章 靜電場本章科學素養(yǎng)提升學案.doc

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第七章 靜電場 規(guī)范答題要求：必要過程的敘述、遵循規(guī)律的敘述、假設物理量的敘述. 經(jīng)典案例 審題流程 例1　如圖1所示，A、B為兩塊平行金屬板，A板帶正電、B板帶負電．兩板之間存在著勻強電場，兩板間距為d、電勢差為U，在B板上開有兩個間距為L的小孔．C、D為兩塊同心半圓形金屬板，圓心都在貼近B板的O′處，C帶正電、D帶負電．兩板間的距離很近，兩板末端的中心線正對著B板上的小孔，兩板間的電場強度可認為大小處處相等，方向都指向O′.半圓形金屬板兩端與B板的間隙可忽略不計．現(xiàn)從正對B板小孔緊靠A板的O處由靜止釋放一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電微粒(微粒的重力不計)，求： 圖1 (1)微粒穿過B板小孔時的速度多大？ (2)為了使微粒能在C、D板間運動而不碰板，C、D板間的電場強度大小應滿足什么條件？ (3)從釋放微粒開始，經(jīng)過多長時間微粒會通過半圓形金屬板間的最低點P點？ 滿分規(guī)范 評分細則答題規(guī)則 (1)設微粒穿過B板小孔時的速度為v，根據(jù)動能定理得 qU＝mv2①(3分) 解得：v＝(2分) (2)微粒進入半圓形金屬板后，電場力提供向心力，由牛頓第二定律得：qE＝m＝m②(3分) 聯(lián)立①②解得：E＝(2分) (3)微粒從釋放開始經(jīng)t1射入B板的小孔，則： d＝vt1③(2分) 解得：t1＝2d(1分) 設微粒在半圓形金屬板間運動經(jīng)過t2第一次到達最低點P點，則：t2＝＝＝④(2分) 從釋放微粒開始到微粒第一次到達P點經(jīng)過的時間： t1＋t2＝(2d＋) ⑤(2分) 根據(jù)運動的對稱性可知，再經(jīng)過2(t1＋t2)時間微粒再一次經(jīng)過P點，所以微粒經(jīng)過P點的時間： t＝(2k＋1)(2d＋) (k＝0、1、2……)⑥(3分) 第一問： (1)只列出①式，沒能計算出結(jié)果，只得3分. (2)不列①式，而列出的是q＝ma和v2＝2ad也可得3分，計算結(jié)果正確再得2分. 答題規(guī)則：題目中已有物理量符號，一定要用題目中的字母表達方程，否則計算結(jié)果容易出現(xiàn)錯誤，影響步驟分. 第二問： (1)不列②式，而列出的是qE＝m和L＝2R也可得3分. (2)如果只列qE＝m，沒有列出L與R的關(guān)系式，計算結(jié)果正確，扣1分，如果計算結(jié)果錯誤，只得2分. 答題規(guī)則：解題過程中，必要的幾何關(guān)系即使簡單也不能少，否則將會失去步驟分. 第三問： (1)只列出③式，沒有計算出結(jié)果，但最終結(jié)果正確，不扣分，計算結(jié)果錯誤，只得2分. (2)沒有列出④式，而列出的是T＝和t2＝T，最終結(jié)果正確，不扣分，計算結(jié)果錯誤，只得1分. (3)沒有考慮到運動的周期性，但說明了再經(jīng)過2(t1＋t2)時間微粒再一次經(jīng)過P點，且結(jié)果正確，可得1分. 答題規(guī)則：在時間比較緊張的情況下，要盡量根據(jù)題設條件寫出必要的方程，力爭多得步驟分. “等效法”在電場中的應用 處理帶電粒子在“等效力場”中的運動，要關(guān)注以下兩點：一是對帶電粒子進行受力分析時，注意帶電粒子受到的電場力的方向與運動方向所成的夾角是銳角還是鈍角，從而決定電場力做功情況；二是注意帶電粒子的初始運動狀態(tài)． 1．等效重力法．將重力與電場力進行合成，如圖2所示，則F合為等效重力場中的“重力”，g′＝為等效重力場中的“等效重力加速度”，F(xiàn)合的方向等效為“重力”的方向，即在等效重力場中的豎直向下方向． 圖2 2．物理最高點與幾何最高點．在“等效力場”做圓周運動的小球，經(jīng)常遇到小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動的臨界速度問題．小球能維持圓周運動的條件是能過最高點，而這里的最高點不一定是幾何最高點，而應是物理最高點． 例2　如圖3所示，在豎直邊界線O1O2左側(cè)空間存在一豎直向下的勻強電場，電場強度E＝100N/C，電場區(qū)域內(nèi)有一固定的粗糙絕緣斜面AB，其傾角為30，A點距水平地面的高度為h＝4m．BC段為一粗糙絕緣平面，其長度為L＝m．斜面AB與水平面BC由一段極短的光滑小圓弧連接(圖中未標出)，豎直邊界線O1O2右側(cè)區(qū)域固定一半徑為R＝0.5m的半圓形光滑絕緣軌道，CD為半圓形光滑絕緣軌道的直徑，C、D兩點緊貼豎直邊界線O1O2，位于電場區(qū)域的外部(忽略電場對O1O2右側(cè)空間的影響)．現(xiàn)將一個質(zhì)量為m＝1kg、電荷量為q＝0.1C的帶正電的小球(可視為質(zhì)點)在A點由靜止釋放，且該小球與斜面AB和水平面BC間的動摩擦因數(shù)均為μ＝.求：(g取10m/s2) 圖3 (1)小球到達C點時的速度大?。? (2)小球到達D點時所受軌道的壓力大??； (3)小球落地點距離C點的水平距離． 答案　(1)2m/s　(2)30N　(3)m 解析　(1)以小球為研究對象，由A點至C點的運動過程中，根據(jù)動能定理可得 (mg＋Eq)h－μ(mg＋Eq)cos 30－μ(mg＋Eq)L＝mv－0，解得vC＝2 m/s. (2)以小球為研究對象，在由C點至D點的運動過程中， 根據(jù)機械能守恒定律可得 mv＝mv＋mg2R 在最高點以小球為研究對象，可得FN＋mg＝m， 解得FN＝30 N，vD＝2 m/s. (3)設小球做類平拋運動的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律可得mg＋qE＝ma，解得a＝20 m/s2 假設小球落在BC段，則應用類平拋運動的規(guī)律列式可得x＝vDt,2R＝at2， 解得x＝ m＜ m，假設正確．