2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專(zhuān)題系列之熱點(diǎn)專(zhuān)題突破 專(zhuān)題42 帶電粒子在電場(chǎng)中的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)學(xué)案.doc
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突破42帶電粒子在電場(chǎng)中的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 1.做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的條件 (1)粒子所受合外力F合=0,粒子初速度不為零,做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。 (2)粒子所受合外力F合≠0,且與初速度方向在同一條直線(xiàn)上,帶電粒子將做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)或勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。 2.用動(dòng)力學(xué)觀(guān)點(diǎn)分析 a=,E=,v2-v02=2ad。 3.用功能觀(guān)點(diǎn)分析 勻強(qiáng)電場(chǎng)中:W=Eqd=qU=mv2-mv02; 非勻強(qiáng)電場(chǎng)中:W=qU=Ek2-Ek1。 【典例1】如圖所示,在等勢(shì)面沿豎直方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,一帶負(fù)電的微粒以一定初速度射入電場(chǎng),并沿直線(xiàn)AB運(yùn)動(dòng),由此可知( ). A.電場(chǎng)中A點(diǎn)的電勢(shì)高于B點(diǎn)的電勢(shì) B.微粒在A(yíng)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大于在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能,在A(yíng)點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能小于在B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能 C.微粒在A(yíng)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能小于在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能,在A(yíng)點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能大于在B點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能 D.微粒在A(yíng)點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和等于在B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和 【答案】 AB 【解析】 一帶負(fù)電的微粒以一定初速度射入電場(chǎng),并沿直線(xiàn)AB運(yùn)動(dòng),其受到的電場(chǎng)力F只能垂直于等勢(shì)面水平向左,則電場(chǎng)方向水平向右,如圖所示, 【典例2】一水平放置的平行板電容器的兩極板間距為d,極板分別與電池兩極相連,上極板中心有一小孔(小孔對(duì)電場(chǎng)的影響可忽略不計(jì)).小孔正上方處的P點(diǎn)有一帶電粒子,該粒子從靜止開(kāi)始下落,經(jīng)過(guò)小孔進(jìn)入電容器,并在下極板處(未與極板接觸)返回.若將下極板向上平移,則從P點(diǎn)開(kāi)始下落的相同粒子將( ). A.打到下極板上 B.在下極板處返回 C.在距上極板處返回 D.在距上極板d處返回 【答案】 D 【跟蹤短訓(xùn)】 1. 如圖所示,M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板,板間有勻強(qiáng)電場(chǎng),質(zhì)量為m、電荷量為-q的帶電粒子,以初速度v0由小孔進(jìn)入電場(chǎng),當(dāng)M、N間電壓為U時(shí),粒子剛好能到達(dá)N板,如果要使這個(gè)帶電粒子能到達(dá)M、N兩板間距的處返回,則下述措施能滿(mǎn)足要求的是( ). A.使初速度減為原來(lái)的 B.使M、N間電壓提高到原來(lái)的2倍 C.使M、N間電壓提高到原來(lái)的4倍 D.使初速度和M、N間電壓都減為原來(lái)的 【答案】 BD 【解析】 在粒子剛好到達(dá)N板的過(guò)程中,由動(dòng)能定理得-qEd=0-mv,所以d=,令帶電粒子離開(kāi)M板的最遠(yuǎn)距離為x,則使初速度減為原來(lái)的,x=;使M、N間電壓提高到原來(lái)的2倍,電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,x=;使M、N間電壓提高到原來(lái)的4倍,電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的4倍,x=;使初速度和M、N間電壓都減為原來(lái)的,電場(chǎng)強(qiáng)度變?yōu)樵瓉?lái)的一半,x=. 2.如圖甲所示,在真空中足夠大的絕緣水平地面上,一個(gè)質(zhì)量為m=0.2 kg,帶電荷量為q=+2.010-6 C的小物塊處于靜止?fàn)顟B(tài),小物塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1.從t=0時(shí)刻開(kāi)始,空間加上一個(gè)如圖乙所示的場(chǎng)強(qiáng)大小和方向呈周期性變化的電場(chǎng)(取水平向右的方向?yàn)檎较?,g=10 m/s2),求: (1)23 s內(nèi)小物塊的位移大?。? (2)23 s內(nèi)電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功. 【答案】 (1)47 m (2)9.8 J 位移x2=x1=4 m,4 s末小物塊的速度為v4=0 因此小物塊做周期為4 s的勻加速和勻減速運(yùn)動(dòng) 第22 s末的速度為v22=4 m/s,第23 s末的速度 v23=v22-a2t=2 m/s(t=1 s) 所求位移為x=x1+t=47 m. (2)23 s內(nèi),設(shè)電場(chǎng)力對(duì)小物塊所做的功為W,由動(dòng)能定理得W-μmgx=mv 解得W=9.8 J. 課后作業(yè) 1. 如圖所示,電子由靜止開(kāi)始從A板向B板運(yùn)動(dòng),到達(dá)B板的速度為v,保持兩板間電壓不變,則( ). A.當(dāng)減小兩板間的距離時(shí),速度v增大 B.當(dāng)減小兩板間的距離時(shí),速度v減小 C.當(dāng)減小兩板間的距離時(shí),速度v不變 D.當(dāng)減小兩板間的距離時(shí),電子在兩板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間變長(zhǎng) 【答案】 C 【解析】 由動(dòng)能定理得eU=mv2,當(dāng)改變兩極板間的距離時(shí),U不變,v就不變,故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤,C正確.粒子在極板間做初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),=,=,即t=,當(dāng)d減小時(shí),v不變,電子在兩極板間運(yùn)動(dòng)的時(shí)間變短,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 2. 如圖所示,平行板電容器的兩個(gè)極板與水平地面成一角度,兩極板與一穩(wěn)壓電源(未畫(huà)出)相連,若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線(xiàn)通過(guò)電容器,則在此過(guò)程中該粒子( ) A.所受重力與電場(chǎng)力平衡 B.電勢(shì)能逐漸增加 C.機(jī)械能逐漸減小 D.做勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng) 【答案】 D 3.如圖所示、兩極板水平放置的平行板電容器間形成勻強(qiáng)電場(chǎng).兩極板間相距為d. — 帶負(fù)電的微粒從上極板M的邊緣以初速度射入,沿直線(xiàn)從下極板的邊緣射出.已知微粒的電量為q、質(zhì)量為m。下列說(shuō)法正確的是 A. 微粒運(yùn)動(dòng)的加速度為0 B. 微粒的電勢(shì)能減小了 mgd C. 兩極板間的電勢(shì)差為 D. N極板的電勢(shì)髙于M板的電勢(shì) 【答案】AC 4.如圖所示,空間有一水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),一帶電微粒以一定初速度從A點(diǎn)沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)微粒除受到電場(chǎng)力和重力外,不再受其它力,則此過(guò)程微粒( ) A. 電勢(shì)能增加 B. 重力勢(shì)能減少 C. 動(dòng)能增加 D. 電勢(shì)能和動(dòng)能之和不變 【答案】A 【解析】小球做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),所以合力必須與速度方向共線(xiàn),而小球只受重力和電場(chǎng)力,所以電場(chǎng)力方向只能為如圖所示方向,從A到B過(guò)程中電場(chǎng)力做負(fù)功,所以電勢(shì)能增大,重力做負(fù)功,重力勢(shì)能減小,兩力都做負(fù)功,所以動(dòng)能減小,BC錯(cuò)誤;過(guò)程中只有電場(chǎng)力和重力做功,所以電勢(shì)能與機(jī)械能之和保持不變,D錯(cuò)誤. 5.如圖所示,沿水平方向放置的平行金屬板a和b分別與電源的正負(fù)極相連,a、b板的中央沿豎直方向各有一個(gè)小孔,閉合開(kāi)關(guān)S后,帶正電的液滴從小孔正上方的P點(diǎn)由靜止自由落下,當(dāng)液滴穿過(guò)b板小孔到達(dá)a板小孔時(shí)速度為v1.現(xiàn)使a板不動(dòng),在開(kāi)關(guān)S仍閉合或斷開(kāi)的情況下,b板向上或向下平移一小段距離,相同的液滴仍從P點(diǎn)自由落下,此時(shí)液滴到達(dá)a板小孔時(shí)速度為v2,下列說(shuō)法中正確的是( ). A.若開(kāi)關(guān)S保持閉合,向下移動(dòng)b板,則v2>v1 B.若開(kāi)關(guān)S閉合一段時(shí)間后再斷開(kāi),向下移動(dòng)b板,則v2>v1 C.若開(kāi)關(guān)S保持閉合,則無(wú)論向上或向下移動(dòng)b板,都有v2=v1 D.若開(kāi)關(guān)S閉合一段時(shí)間后再斷開(kāi),則無(wú)論向上或向下移動(dòng)b板,都有v2- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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