高三物理專題復(fù)習(xí)電場(chǎng)

1、學(xué)習(xí)必備歡迎下載2003年高三物理專題復(fù)習(xí)電場(chǎng) 湖北省松滋三中李時(shí)軍本專題以理解靜電場(chǎng)相關(guān)基本概念為基礎(chǔ)，重點(diǎn)解決帶電粒子在電場(chǎng)中的 運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。在解決這類問(wèn)題時(shí)，既要體會(huì)力學(xué)中的基本方法、基本規(guī)律的運(yùn)用, 又要注意電場(chǎng)力與其他性質(zhì)的力、電勢(shì)能與與其他形式的能的不同之處。知識(shí)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)必備歡迎下載知識(shí)要點(diǎn)及例題分析一.直線運(yùn)動(dòng)類解決帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的基本思路：1.受力分析.2.運(yùn)動(dòng)軌跡和過(guò)程分析，帶電粒子運(yùn)動(dòng)形式?jīng)Q定于：粒子的受力情況和初速度情況 .3.解題的依據(jù)：.力的觀點(diǎn)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式。（適用于包力作用）.能量的觀點(diǎn)：電場(chǎng)力做功與路徑無(wú)關(guān)；動(dòng)能定理；能的轉(zhuǎn)化與守恒規(guī)律。.動(dòng)量的

2、觀點(diǎn)。.如果把一個(gè)正點(diǎn)電荷放在一電場(chǎng)中，無(wú)初速地釋放，在點(diǎn)電荷的運(yùn)動(dòng)過(guò)程 中：A.點(diǎn)電荷運(yùn)動(dòng)的軌跡一定與電力線重合。B,正電荷的加速度方向，始終與所在點(diǎn)的電力線的切線方向一致C.點(diǎn)電荷的速度方向，始終與所在點(diǎn)的電力線的切線方向一致D .點(diǎn)電荷的總能量越來(lái)越大。.在一個(gè)水平面上建立 x軸，在過(guò)原點(diǎn) O垂直于x軸的平面的右側(cè)空間有 一勻強(qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)大小 E=6X1 0 5N/C ,方向與 x軸正方向相同，在 O 處放一個(gè)帶電量 q=5X10 7。，質(zhì)量 m= 1 0 g的絕緣物塊，物塊與OX水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)以=0 . 2 ,沿x 軸正方向給物塊一個(gè)初速度 v = 2 m / s ,如圖 所示，

3、求物塊最終停止時(shí)的位置。（gMl Om/s2）.某真空中的一條電場(chǎng)線是直線，A、B是這條電場(chǎng)線上的兩點(diǎn)。一個(gè)帶正電 TOC o 1-5 h z 的粒子 在只受電場(chǎng)力的情況下，以速度 VA經(jīng)過(guò)A點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間 以后，該帶電粒子以速度 VB經(jīng)過(guò)B點(diǎn)，且va與VB方向外凈相反，則:；A點(diǎn)的電勢(shì)一定低于 B點(diǎn)的電勢(shì)F1A點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)一定大于B點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)C.該帶電粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能一定小于它在 B點(diǎn)的電勢(shì)能D.該帶電粒子在A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與電勢(shì)能之和等于它在 B點(diǎn)的動(dòng)能與電勢(shì)能 之和.來(lái)自質(zhì)子源的質(zhì)子（初速度為零），經(jīng)一加速電壓為800k V的直線加速器 加速，形成電流強(qiáng)度為1m A的細(xì)柱形質(zhì)子流.已知

4、質(zhì)子電量e =1.60 X 1019c.則： （1）這束質(zhì)子流每秒打到靶上的質(zhì)子數(shù)為多少？（2）假定分布在質(zhì)子源到靶之間的加速電場(chǎng)是均勻的，在質(zhì)子束中與質(zhì)子源相距L和4L的兩處，各取一段極短的相等長(zhǎng)度的質(zhì)子流，其中的質(zhì)子數(shù)分別為n 1和n 2,學(xué)習(xí)必備歡迎下載則n 1: n 2為多少?.如圖所示，一個(gè)帶電物體 P,沿一個(gè)絕緣的傾斜軌道向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò) 程中P的帶電量保持不變?？臻g存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)(未在圖中畫(huà)出) 。已知P 經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為3 0 J ,經(jīng)過(guò) B點(diǎn)時(shí)它的動(dòng)能減少了 1 0 J ,機(jī)械能增 加了 2 0 J ,電勢(shì)能減少了 3 5 J ,它繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到 C點(diǎn)時(shí)速度減為零。(1)在它從

5、A到C的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，克服摩擦力做功多少？(2)它到達(dá) C點(diǎn)后還會(huì)不會(huì)向下運(yùn)動(dòng)？為什什么？.如圖所示，實(shí)線表示處在豎直平面內(nèi)的勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)線，與水平方向 成a角，水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與電場(chǎng)正交，有一帶電液滴沿斜向上的虛線l做直線運(yùn)動(dòng)，1與水平方向成 B角，且a B,則下列說(shuō)法中不正確的是：A .液滴一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)B .液滴一定帶正電C.電場(chǎng)線方向一定斜向上D .液滴有可能做勻變速直線運(yùn)動(dòng)7,勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)= 2, 0X03V/m,方向水平，電場(chǎng)中有兩個(gè)帶電質(zhì) 點(diǎn)，它們的質(zhì)量均為m =1 . 0M05kg,質(zhì)點(diǎn)A帶負(fù)電，質(zhì)點(diǎn)B帶正電，電量 皆為q= 1. 0M09C.開(kāi)始時(shí)，兩質(zhì)點(diǎn)位于同一等勢(shì)

6、面上，A的初速度v =2. 0m/ s , B的初速度v b0=1. 2m/ s ,均沿場(chǎng)強(qiáng)方向，在以后的運(yùn)動(dòng) 過(guò)程中，求：(1)經(jīng)多少時(shí)間兩質(zhì)點(diǎn)再次位于同一等勢(shì)面上；(2)兩質(zhì)點(diǎn)再次位于同一等勢(shì)面上之前它們間的最大距離.8.如圖所示，足夠長(zhǎng)的絕緣斜面與水平面間的夾角為a(sina=0.6),放在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度E=50v/m,方向水平向左，磁場(chǎng)方向垂直于紙面向外，一個(gè)電荷量 q=+4.0X10 2C,質(zhì)量m=0.40kg的光滑小球， 以初速度V0=20m/s從斜面底端向上滑，然后又下滑，共經(jīng)過(guò)3s脫離斜面，求磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度.(g取10m/S2)學(xué)習(xí)必備歡迎下載9.平

7、行板電容器的兩極板A、B接于電池兩 極，一帶正電小球懸掛在電容器內(nèi)部，閉合電 鍵，電容器充電，這時(shí)懸線偏角與豎直方向的 夾角為8 ,如圖所示.A.保持K閉合，A板向B板靠近，則8增大.B.保持K閉合，A板向B板靠近，則8不變.C.斷開(kāi)K, A板向B板靠近，則8增大.D.斷開(kāi)K, A板向B板靠近，則9不變.如圖所示電路，先閉合電鍵，電容器充電，當(dāng)電流穩(wěn)定后，再把滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向右移動(dòng)，這時(shí)：A、Ro中沒(méi)有電流通過(guò)B、有電流從 a經(jīng)Ro流向bC、電容器所帶電量減少D、電容器所帶電量增加二.圓周運(yùn)動(dòng)類基本方法：力的觀點(diǎn)：根據(jù)牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律 Fmv2/r求解受力或速度。能量的觀點(diǎn)：根

8、據(jù)動(dòng)能定理或能的轉(zhuǎn)化與守恒定律求解速度.負(fù)電荷q繞某一固定的正電荷作半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí) 必須具有V的線速度，如果再增加負(fù)電荷的電量至2q,并使軌道半 徑變?yōu)?r,那么此負(fù)電荷的A、速度不變，周期變大。B、速度不變，周期不變。C、速度增至 近V,周期變大。D、速度增至 2V,周期不變。.如圖所示，在方向水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一不可伸長(zhǎng)的絕緣細(xì)線的一端連 著一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球，另一端固定于O點(diǎn).現(xiàn)把小球拉起直至細(xì)線與場(chǎng)強(qiáng) 方向平行，然后無(wú)初速釋放，已知小球沿圓弧擺到最低點(diǎn)的另一側(cè)，細(xì)線與豎直 方向的最大夾角為30,求小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)細(xì)線對(duì)小球的拉力.13 .有一勻強(qiáng)電場(chǎng)，具場(chǎng)強(qiáng)為E ,方向豎

9、直向下。把 一個(gè)半徑為r的光滑絕緣環(huán)，豎直置于電場(chǎng)中，環(huán)面平 行于電力線，環(huán)的頂點(diǎn)A穿有一個(gè)質(zhì)量為m、電量為學(xué)習(xí)必備歡迎下載q(q0)的空心小球，如圖所示。當(dāng)小球由靜止開(kāi)始從A點(diǎn)下滑到最 低點(diǎn)B時(shí)，小球受到環(huán)的壓力多大？三.偏轉(zhuǎn)類將帶電粒子的運(yùn)動(dòng)與重力場(chǎng)中的平拋運(yùn)動(dòng)類比，尋求解決問(wèn)題的思路。建 立直角坐標(biāo)系，將運(yùn)動(dòng)分解為垂直于場(chǎng)強(qiáng)度方向和沿場(chǎng)強(qiáng)方向分別加以討論。.如圖所示，在XOY坐標(biāo)系平面上有一勻強(qiáng)電場(chǎng)， 場(chǎng)強(qiáng)為E,方向與X 軸負(fù)方向夾角為0 ,電子(質(zhì)量為m,電量為e),以垂直于電場(chǎng)方向的大小為Vo初速度從O點(diǎn)射入第I象限,(1)電子再次通過(guò)坐標(biāo)軸時(shí)的坐標(biāo)。(2)電子從O點(diǎn)到再次通 過(guò)坐標(biāo)

10、軸的過(guò)程中電 勢(shì)能的改變量。求:.三個(gè)分別帶有正電、負(fù)電和不帶電的顆粒，從水平放置的平 行帶電金屬板左側(cè)以相同速度Vo垂直電力線方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，分 別落在帶正電荷的下板上的a、b、c三點(diǎn)，如右圖所示，下面判斷 正確的是：A、落在a點(diǎn)的顆粒帶正電，C點(diǎn)的帶負(fù)電，b點(diǎn)的不帶電。nB、落在a、b、c點(diǎn)顆粒在電場(chǎng)中的加速度的 一*Vo關(guān)系是 aaabacoa b cC、三個(gè)顆粒在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)中所受沖量關(guān)系是 + + + + +I aI bI c 0D、電場(chǎng)力對(duì)落在b點(diǎn)的顆粒不做功。.在光滑水平面上有一帶正電的小球，質(zhì)量m= 1 . 0X10- k g ,電量q=1.0X10yC,靜止在。點(diǎn)，以。點(diǎn)為原

11、點(diǎn)，在該水平面內(nèi)建立直角 坐標(biāo)系Oxy,現(xiàn)突然加一沿x軸正方向，場(chǎng)強(qiáng)大小= 2.0X1 0 v/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)，使小球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò) 1 . 0s,所加電場(chǎng)突然變?yōu)檠?y軸正方 向，場(chǎng)強(qiáng)大小仍為E= 2.0X106 V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng)，再 經(jīng)過(guò)1.0s,所加電場(chǎng)又突然變?yōu)榱硪粋€(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)，使小球在此電場(chǎng)作用下經(jīng)1 . 0 s速學(xué)習(xí)必備歡迎下載度變?yōu)榱?。求此電?chǎng)的方向及速度變?yōu)榱銜r(shí)小球的位置。.如圖所示，電子(質(zhì)量為 m,電量為q),以平行于x軸的初速度，從y 軸上的a點(diǎn)射入第I象限，為了使電子能從 x軸上的b點(diǎn)離開(kāi)第I象限，可以在適當(dāng)?shù)膮^(qū)域加一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)。所加勻強(qiáng)電場(chǎng) 的場(chǎng)強(qiáng)為E,方向與y軸正方向相

12、同，電場(chǎng)沿 x 軸方向的寬度 s=ob/2= ( oa=L,ob=2試分析計(jì)算，勻強(qiáng)電場(chǎng)應(yīng)如何放置？它的邊 界線和b點(diǎn)之間的距離應(yīng)為多大？.示波器是一種多功能電學(xué)儀器，可以在熒光屏上顯示出被檢測(cè)的電壓波 形.它的工作原理等效成下列情況：孔S沿水平金屬板A、B間的中心線射入 板中.板長(zhǎng)L,相距為d，在兩板間加上如圖乙所示的正弦交變電壓，前半個(gè)周 期內(nèi)B板的電勢(shì)高于A板的電勢(shì)，電場(chǎng)全部集中在兩板之間，且分布均勻.在 每個(gè)電子通過(guò)極板的極短時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)視作恒定的.在兩極板右側(cè)且與極板右 端相距D處有一個(gè)與兩板中心線垂直的熒光屏，中心線正好與屏上坐標(biāo)原點(diǎn)相 交.當(dāng)?shù)谝粋€(gè)電子到達(dá)坐標(biāo)原點(diǎn)。時(shí)，使屏以速度

13、v沿一x方向運(yùn)動(dòng)，每經(jīng)過(guò) 一定的時(shí)間后，在一個(gè)極短時(shí)間內(nèi)它又跳回到初始位置，然后重新做同樣的勻 速運(yùn)動(dòng).(已知電子的質(zhì)量為m,帶電量為e)求：(1)電子進(jìn)入A B板時(shí)的初速度(2)要使所有的電子都能打在熒光屏上，圖乙中電壓的最大值U。需滿足什么條件？(3)要使熒光屏上始終顯示一個(gè)完整的波形，熒光屏必須每隔多長(zhǎng)時(shí)間回 到初始位置？計(jì)算這個(gè)波形的峰值和長(zhǎng)度.在如圖 3-107內(nèi)所示的x y坐標(biāo) 系中畫(huà)出這個(gè)波形.學(xué)習(xí)必備歡迎下載2.以物塊最后停在x = 0 . 2 m處. ACD.解：(1)由I=Q/ t得，單位時(shí)間通過(guò)細(xì)截面的電量Q = I t = 19= 6.25 M015.1X0 3C,Q/

14、e= 1X10 3/1.60 M0(2)在1和4 1處各取一段極短的長(zhǎng)度均為的質(zhì)子流，則1處的質(zhì)子數(shù)n1=1 At 1/6 = 1 Al/ e v 1, 4 1 處的質(zhì)子數(shù) n 2= I At 2/ e = I 1/ ev2,又根據(jù) qU = mv 2/ 2, U=Ed 可得 U0cn 1/ n 2= v 2/ v 1 =5. ( 1 )在它從(2)它到達(dá)A到C的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，克服摩擦力做功4 5 J C點(diǎn)后不會(huì)向下運(yùn)動(dòng)。. D.解：質(zhì)點(diǎn)A帶負(fù)電，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力為F A = Eq,方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相反，則a a = F a/ m=Eq/m= 0. 2m/s 2,方向與初速度方向相反，沿場(chǎng)強(qiáng)

15、方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，則va=vaoaAt, SA = VAot (1/2) a a t 2.質(zhì)點(diǎn)B帶正電，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力為FB = Eq,方向與場(chǎng)強(qiáng)方向相同，則a b = F B/m=E q/m= 0. 2m/ s 2.方向與初速度方向相同，沿場(chǎng)強(qiáng)方向做勻加速2直線運(yùn)動(dòng)，有 V B = V BO + a B t , SB = VBOt+( 1/ 2) a B t .(1)兩質(zhì)點(diǎn)從同一等勢(shì)面上開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到再次位于同一等勢(shì)面上，則S A= V AO t ( 1/2) a A t 2= S B =v bo t + (1/2) a b t 2,解之彳導(dǎo) t = 4s. (t=0,舍去)(2)兩

16、質(zhì)點(diǎn)再次位于同一等勢(shì)面上之前，v a = v b時(shí)距離最大，則v Ao at=v 80+21：,得1 =2 s ,它們?cè)俅挝挥谕坏葎?shì)面上之前的最大距離為smax = s A s B= ( v A。t (1/2) at2) (vbo t + (1/2) at 2),得 s max =0. 8m.8.解：小球沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中受力如圖所示，小球沿斜面向上作勻減速直線運(yùn)動(dòng)，直到速度為零。 由牛頓第二定律知qEcosa + mg sin a = ma 故2.qE costt .ucc , 2 . 4.0X10 m50M0.8“ ，2 伊 卜 行 時(shí) 回a=gsin 口+=10 x：0.6m/s

17、+=10m/s 上 仃 叫 同m0.40t1 =Qzv. =2s小球在下滑過(guò)程中受力如圖，小球在離開(kāi)斜面前做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。 -a2 一a =10m/s 運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2 =t -t1 =1s 脫離斜面時(shí)的速度 v = at2 = 10m/s在垂直于斜面 方 向 上 有qvB+qE sin a = mg cosu 故mg cos ： Esin ：0.40 10 0.850 0.6B 二-=tT T =5Tqv v 4.0 10101012.解：當(dāng)小球擺到最低點(diǎn)另一側(cè)最大偏角位置時(shí)，速度為零，由動(dòng)能定理，有mgLc o s30 -qE L ( 1+ s 1 n 30) = 0,擺到最低點(diǎn)時(shí)，有m g

18、 L-q EL= (1/2) m v 1小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，學(xué)習(xí)必備歡迎下載細(xì)線對(duì)小球的拉力設(shè)為T,則T m g =m v ? / l ,解得 T = mg ( 3-272/3)1. 8m g . 0.4m ,0.2m.答案：(1)如果y=L,則右邊界通過(guò) b點(diǎn)(2)如果y L ,則右邊界相距 b點(diǎn)x=(m V02 L/eEs)-(s/2)(3)如果yL,則右邊界相距 b點(diǎn)x=Vo J2mL / eE.解：(1)電子在加速電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，據(jù)動(dòng)能定理，有eU】=(1/2) mv J, v.(2)因?yàn)槊總€(gè)電子在板A、B間運(yùn)動(dòng)時(shí)，電場(chǎng)均勻、恒定，故電子在板A、B間做類平拋運(yùn)動(dòng)，在兩板之外做勻速直線運(yùn)動(dòng)打在屏上.在板A、B間沿水平方向運(yùn)動(dòng)時(shí)， 有 L = v it,豎直方向，有y= (1/2) at 2, Jla = eU/md,聯(lián)立解得y = eUL 2 /2 m d v i 2 .