2020年高考物理一轮复习文档:第8章,静电场,第38讲,含答案_

来源:转正自我鉴定 发布时间:2019-09-04 06:34:18 点击:
第38讲 电场中的图象问题和力电综合问题 考点一 静电场中的图象问题 几种常见图象的特点及规律 (多选)如图甲所示,有一绝缘的竖直圆环,圆环上分布着正电荷。一光滑细杆沿垂直圆环平面的轴线穿过圆环,细杆上套有一质量为m=10 g的带正电的小球,小球所带电荷量q=5.0×10-4 C,让小球从C点由静止释放。其沿细杆由C经B向A运动的v­t图象如图乙所示,且已知小球运动到B点时,速度图象的切线斜率最大(图中标出了该切线),下列说法正确的是( ) A.由C到A的过程中,小球的电势能先减小后增大 B.在O点右侧杆上,B点场强最大,场强大小为E=1.2 V/m C.沿着C到A的方向,电势先降低后升高 D.C、B两点间的电势差UCB=0.9 V 解析 从C到A电场力对带正电的小球一直做正功,故电势能一直减小,电势一直减小,故A、C错误;
由乙图可知,小球在B点的加速度最大,且加速度只由电场力提供,故B点的电场强度最大,由乙图可知a==0.06 m/s2,又a=,代入数据解得E=1.2 V/m,故B正确;
由C到B电场力做功为W=mv-0,所以C、B间电势差为UCB==0.9 V,故D正确。

答案 BD 方法感悟 虽然图象种类繁多,但各种图象的处理方法都类似。大多数图象问题都考查斜率或面积的物理意义。斜率的物理意义由纵轴变化量除以横轴变化量决定;
面积的物理意义由对应的纵轴与横轴所代表的物理量相乘决定。

1.(2017·江苏高考)(多选)在x轴上有两个点电荷q1、q2,其静电场的电势φ在x轴上分布如图所示。下列说法正确的有( ) A.q1和q2带有异种电荷 B.x1处的电场强度为零 C.负电荷从x1移到x2,电势能减小 D.负电荷从x1移到x2,受到的电场力增大 答案 AC 解析 两个点电荷在x轴上,且x1处的电势为零,x>x1处的电势大于零,xT时情况类似。因粒子最终打在A板上,则要求粒子在每个周期内的总位移应小于零,对照各项可知B正确。

3.(2015·山东高考)(多选)如图甲,两水平金属板间距为d,板间电场强度的变化规律如图乙所示。t=0时刻,质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间,0~时间内微粒匀速运动,T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出。微粒运动过程中未与金属板接触。重力加速度的大小为g。关于微粒在0~T时间内运动的描述,正确的是( ) A.末速度大小为v0 B.末速度沿水平方向 C.重力势能减少了mgd D.克服电场力做功为mgd 答案 BC 解析 0~微粒做匀速直线运动,则qE0=mg。~没有电场作用,微粒做平抛运动,竖直方向上a=g。~T,由于电场作用,F=2E0q-mg=mg=ma′,a′=g,方向竖直向上。由于竖直方向上运动的两段时间相等,故到达金属板边缘时,微粒速度为v0,方向水平,选项A错误,选项B正确;
从微粒进入金属板间到离开,重力做功mg,重力势能减少mgd,选项C正确;
由动能定理知WG+W电=0,W电=-mgd,克服电场力做功mgd,选项D错误。

考点三 用“等效法”处理带电体在匀强电场和重力场中的运动 研究对象为带电小球等带电物体,重力不能忽略,在匀强电场中运动时所受电场力、重力都是恒力,常用的方法是等效“重力”法。

等效重力法:将重力与电场力进行合成,如图所示,则F合为等效重力场中的“重力”,g′=为等效重力场中的“等效重力加速度”,F合的方向等效为“重力”的方向,即在等效重力场中的竖直向下方向。

处理带电体在“等效力场”中的运动,要注意以下两点:
(1)电场力做功情况。对带电体进行受力分析时,注意带电体受到的电场力的方向与运动方向所成的夹角是锐角还是钝角,从而决定电场力做功情况。

(2)等效最高点与几何最高点。在“等效力场”中做圆周运动的小球,经常遇到小球在竖直平面内做圆周运动的临界速度问题。小球能维持圆周运动的条件是能过最高点,而这里的最高点不一定是几何最高点,而应是等效最高点。

(2018·吉安模拟)如图所示,一条长为L的细线上端固定,下端拴一个质量为m、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α=60°时,小球速度为0。

(1)求小球的带电性质及电场强度E;

(2)若小球恰好完成竖直圆周运动,求从A点释放小球时应有的初速度vA的大小(可含根式)。

解析 (1)根据电场方向和小球受力分析可知小球带正电。

小球由A点释放到速度等于零,由动能定理有 EqLsinα-mgL(1-cosα)=0 解得E=。

(2)将小球的重力和电场力的合力作为小球的等效重力G′,则G′=mg,方向与竖直方向成30°角偏向右下方。

若小球恰能做完整的圆周运动,在等效最高点:
m=mg 由A点到等效最高点,根据动能定理得 -mgL(1+cos30°)=mv2-mv 联立解得vA= 。

答案 (1)正电 (2) 方法感悟 等效思维方法就是

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