2019-2020年高三物理一轮复习 06 带电粒子在电场中的直线运动导学案.doc

2019-2020年高三物理一轮复习 06 带电粒子在电场中的直线运动导学案【课 题】带电粒子在电场中的直线运动【导学目标】1、会分析带电粒子在电场中直线运动的有关规律2、掌握带电粒子在电场中直线运动问题的分析方法【导入】一带电粒子在电场中运动时重力的处理1.基本粒子：如电子、质子、离子、a粒子等一般不考虑重力。2.带电颗粒：如液滴、小球、尘埃等除有说明、暗示外一般不能忽略重力。二带电粒子在电场中的平衡一带电粒子在电场的直线运动1运动状态分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与_在同一直线上，做_运动2用功能观点分析：粒子只受电场力作用，动能变化量等于电场力做的功即：_（初速度为零时）；_（初速度不为零时）注意：以上公式适用于一切电场（包括匀强电场和非匀强电场）【典型剖析】例1 (xx全国新课标)如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子 （ ）A.所受重力与电场力平衡B.电势能逐渐增加C.动能逐渐增加D.做匀变速直线运动例2如图所示，在点电荷Q激发的电场中有A、B两点，将质子和粒子分别从A点由静止释放到达B点时，它们的速度大小之比为（ ） A1：1 B1：C：1 D1：2例3在如图所示的装置中，A、B是真空中竖直放置的两块平行金属板，它们与调压电路相连，两板间的电压可以根据需要而改变.当两板间的电压为U时，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v0从A板上的中心小孔沿垂直两板的虚线射入电场中，在非常接近B板处沿原路返回，在不计重力的情况下要想使带电粒子进入电场后在A、B板的中点处返回，可以采用的办法是()A.使带电粒子的初速度变为B.使A、B板间的电压增加到2UC.使初速度v0和电压U都减小到原来的一半D.使初速度v0和电压U都增加到原来的2倍例4 如图所示，竖直放置的两个平行金属板间有匀强电场，在两板之间等高处有两个质量相同的带电小球，P小球从紧靠左极板处由静止开始释放，Q小球从两板正中央由静止开始释放，两小球最后都能打在右极板上的同一点则从开始释放到打到右极板的过程中 ()A它们的运行时间tPtQB它们的电荷量之比qPqQ21C它们的动能增加量之比EkPEkQ41D它们的电势能减少量之比EPEQ21例5如图甲所示，A、B是在真空中平行放置的金属板，加上电压后，它们之间的电场可视为匀强电场A、B两板间距离d=15 cm.今在A、B两极加上如图乙所示的电压，交变电压的周期T=1.010-6s；t=0时，A板电势比B板电势高，电势差U0=1 080 V一个比荷=1.0108 C/kg的带负电粒子在t=0时从B板附近由静止开始运动，不计重力问： (1)当粒子的位移为多大时，粒子速度第一次达到最大值？最大速度为多大？(2)粒子运动过程中将与某一极板相碰撞，求粒子撞击极板时的速度大小【训练设计】1、（南通市xx届高三年级统考）如图甲所示，一个带正电的物体m,由静止开始从斜面上A点滑下,滑到水平面BC上的D点停下来,已知物体与斜面及水平面之间的动摩擦因数相同，不计物体经过B处时的机械能损失。现在ABC所在空间加上竖直向下的匀强电场，再次让物体m由A点静止开始下滑，结果物体在水平面上的D，点停下来，如图乙所示，则一下说法正确的是 （ ）AD，点一定在D点左侧 BD，点一定在D点右侧CD，点一定在D点重合 D无法确定2、（xx届高三盐城、泰州联考）如图所示，空间有竖直向下的匀强电场，电场强度为E，在电场中P处由静止下落一质量为m、带电量为+q的小球(可视为质点)。在p的正下方处有一水平弹性绝缘挡板(挡板不影响电场的分布)，小球每次与挡板相碰后电量减小到碰前的倍()，而碰撞过程中小球的机械能不损失，即碰撞前后小球的速度大小不变，方向相反。设在匀强电场中，挡板处的电势为零，则下列说法正确的是( )A小球在初始位置处的电势能为EqhB小球第一次与挡板相碰后所能达到的最大高度大于C小球第一次与挡板相碰后所能达到最大高度时的电势能小于EqhD小球第一次与挡板相碰后所能达到的最大高度小于3、（上海市六校xx届高三联考）在光滑绝缘的水平面上，用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的带电小球A和B。A球的带电量为+2q，B球的带电量为-3q，组成一带电系统，如图所示，虚线MP为AB两球连线的垂直平分线，虚线NQ与MP平行且相距5L。最初A和B分别静止于虚线MP的两侧，距MP的距离均为L，且A球距虚线NQ的距离为4L。若视小球为质点，不计轻杆的质量，在虚线MP，NQ间加上水平向右的匀强电场E后，试求：E5LBA-3q+2qMNQP（1）B球刚进入电场时，带电系统的速度大小；（2）带电系统向右运动的最大距离；（3）带电系统从开始运动到速度第一次为零时，B球电势能的变化量。4、如图所示，可视为质点的三物块A、B、C放在倾角为30、长为L2 m的固定斜面上，物块与斜面间的动摩擦因数m7/80，A与B紧靠在一起，C紧靠在固定挡板上，三物块的质量分别为mA0.80 kg、mB0.64 kg、mC0.50 kg，其中A不带电，B、C的带电量分别为qB4.0105C、qC2.0105C且保持不变，开始时三个物块均能保持静止且与斜硕间均无摩擦力作用。如果选定两个电荷相距无穷远的电势能为零，则相距为r时，两点电荷具有的电势能可表示为EPk。现给A施加一平行于斜面向上的力F，使A在斜面上做加速度为a1.5 m/s2的匀加速直线运动，经过时间t0、力F变为恒力，当A运动到斜面顶端时撤去力F，已知静电力常量k9109Nm2/C2，g10m/s2，试求：（1）未施加力F时物块B、C间的距离；（2）t0时间内A上滑的距离；（3）t0时间内库仑力做的功；（4）力F对A物块做的总功。5、（xx四川卷）如图所示，ABCD为固定在竖直平面内的轨道，AB段光滑水平，BC段为光滑圆弧，对应的圆心角= 370，半径r=2.5m，CD段平直倾斜且粗糙，各段轨道均平滑连接，倾斜轨道所在区域有场强大小为E=2l05N/C、方向垂直于斜轨向下的匀强电场。质量m=5l0-2kg、电荷量q=+110-6C的小物体（视为质点）被弹簧枪发射后，沿水平轨道向左滑行，在C点以速度v0=3m/s冲上斜轨。以小物体通过C点时为计时起点，0.1s以后，场强大小不变，方向反向。已知斜轨与小物体间的动摩擦因数=0.25。设小物体的电荷量保持不变，取g=10m/s2sin370=0.6，cos370=0.8。(1)求弹簧枪对小物体所做的功；(2)在斜轨上小物体能到达的最高点为P，求CP的长度。