高考物理一輪復(fù)習(xí) 第6章 電場中的“三大”問題的突破方法能力課時(shí)8課件.ppt

1、能力課時(shí)8 電場中的“三大”問題的突破方法,近幾年，高考中以電場中的圖像切入命題的試題逐漸增多，如：E x圖像、 x圖像，或與粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律有關(guān)的圖像，如：v t圖像，掌握各個(gè)圖像的特點(diǎn)，理解其斜率、截距、“面積”對應(yīng)的物理意義，就能順利解決有關(guān)問題，此類問題一般以選擇題的形式出現(xiàn)，難度中等。,突破一電場中“三類”典型圖像問題,例1(多選)(2014海南單科，9)如圖1甲，直線MN表示某電場中一條電場線，a、b是線上的兩點(diǎn)，將一帶負(fù)電荷的粒子從a點(diǎn)處由靜止釋放，粒子從a運(yùn)動(dòng)到b過程中的vt圖線如圖乙所示，設(shè)a、b兩點(diǎn)的電勢分別為a、b，場強(qiáng)大小分別為Ea、Eb，粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢能分別為Wa

2、、Wb，不計(jì)重力，則有() AabBEaEb CEaEbDWaWb,解析由圖乙可知，粒子做加速度減小、速度增大的直線運(yùn)動(dòng)，故可知從a到b電場強(qiáng)度減小，粒子動(dòng)能增大，電勢能減小，電場力方向由a指向b，電場線方向由b指向a，b點(diǎn)電勢高于a點(diǎn)電勢，故選項(xiàng)B、D正確。 答案BD,變式訓(xùn)練 1兩個(gè)等量同種電荷固定于光滑水平面上，其連線中垂線上有A、B、C三點(diǎn)，如圖2甲所示，一個(gè)電荷量為2 C，質(zhì)量為1 kg的小物塊從C點(diǎn)靜止釋放，其運(yùn)動(dòng)的vt圖像如圖乙所示，其中B點(diǎn)處為整條圖線切線斜率最大的位置(圖中標(biāo)出了該切線)。則下列說法正確的是(),AB點(diǎn)為中垂線上電場強(qiáng)度最大的點(diǎn)，場強(qiáng)E2 V/m B由C到A的

3、過程中物塊的電勢能先減小后變大 C由C點(diǎn)到A點(diǎn)的過程中，電勢逐漸升高 DAB兩點(diǎn)電勢差UAB5 V 答案D,(2)兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷的Ex圖像 兩電荷連線上的Ex圖像如圖5所示。 兩電荷連線的中垂線上的Ey圖像如圖6所示。,(3)兩個(gè)等量同種點(diǎn)電荷的Ex圖像 兩電荷連線上的Ex圖像如圖7所示。 兩電荷連線的中垂線上的Ey圖像如圖8所示。,2Ex圖像特點(diǎn) (1)反映了電場強(qiáng)度隨位移變化的規(guī)律。 (2)E0表示場強(qiáng)沿x軸正方向；E0表示場強(qiáng)沿x軸負(fù)方向。 (3)圖線與x軸圍成的“面積”表示電勢差，“面積”大小表示電勢差大小，兩點(diǎn)的電勢高低根據(jù)電場方向判定。,解析題圖中a點(diǎn)左側(cè)、b點(diǎn)右側(cè)的電場都沿x

4、軸負(fù)方向，則a點(diǎn)處為正電荷，b點(diǎn)處為負(fù)電荷，又兩點(diǎn)電荷的電荷量相等，則c、d兩點(diǎn)的場強(qiáng)相同，c點(diǎn)電勢更高，A正確，B、C、D錯(cuò)誤。 答案A,解析由圖像可知，將正電荷沿x軸正向移動(dòng)，從x2移動(dòng)到x4的過程電場力做功不為零，兩點(diǎn)處的電勢能不相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從x1移動(dòng)到x3的過程電場力沿x軸負(fù)方向，電場力做負(fù)功，電勢能增大，選項(xiàng)B正確；由x1運(yùn)動(dòng)到x4的過程中，場強(qiáng)先增大后減小，因此電場力先增大后減小，C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案BC,(2)兩個(gè)等量異種電荷連線上的x圖像，如圖13所示。,(3)兩個(gè)等量同種電荷的x圖像 兩正電荷連線上的x圖像如圖14所示。 兩正電荷連線的中垂線上的y圖像如圖15所示

5、。,2x圖像特點(diǎn)及應(yīng)用 (1)電場強(qiáng)度的大小等于x圖線的斜率大小，電場強(qiáng)度為零處，x圖線存在極值，其切線的斜率為零。 (2)在x圖像中可以直接判斷各點(diǎn)電勢的大小，并可根據(jù)電勢大小關(guān)系確定電場強(qiáng)度的方向。 (3)在x圖像中分析電荷移動(dòng)時(shí)電勢能的變化，可用WABqUAB，進(jìn)而分析WAB的正負(fù)，然后作出判斷。,答案C,變式訓(xùn)練 3如圖17甲所示，一條電場線與Ox軸重合，取O點(diǎn)電勢為零，Ox方向上各點(diǎn)的電勢隨x變化的情況如圖乙所示。若在O點(diǎn)由靜止釋放一電子，電子在僅受電場力的作用下開始運(yùn)動(dòng)，則以下說法正確的是(),A電子將沿x負(fù)方向運(yùn)動(dòng) B電子的電勢能將變大 C電子運(yùn)動(dòng)的加速度先增大后減小 D電子運(yùn)動(dòng)

6、的加速度一直增大 解析順著x軸正方向電勢逐漸升高，故電場線跟x軸反向，則由靜止釋放的電子所受電場力沿x軸正方向，且沿x軸正方向加速運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電場力做正功，電子的電勢能一直減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；x關(guān)系圖線的切線斜率反映沿x方向各點(diǎn)的電場強(qiáng)度大小，故電場強(qiáng)度和電子所受電場力先增大后減小，電子運(yùn)動(dòng)的加速度先增大后減小，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。 答案C,1常見的交變電場 常見的產(chǎn)生交變電場的電壓波形有方形波、鋸齒波、正弦波等。 2常見的試題類型 (1)粒子做單向直線運(yùn)動(dòng)(一般用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解)。 (2)粒子做往返運(yùn)動(dòng)(一般分段研究)。 (3)粒子做偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(一般根據(jù)交變電場特點(diǎn)分段研究)。,突破二帶

7、電粒子在交變電場中的運(yùn)動(dòng),3解答帶電粒子在交變電場中運(yùn)動(dòng)的思維方法 (1)注重全面分析(分析受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律)，抓住粒子的運(yùn)動(dòng)具有周期性和在空間上具有對稱性的特征，求解粒子運(yùn)動(dòng)過程中的速度、位移、做功或確定與物理過程相關(guān)的邊界條件。 (2)分析時(shí)從兩條思路出發(fā)：一是力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，根據(jù)牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律分析；二是功能關(guān)系。 (3)注意對稱性和周期性變化關(guān)系的應(yīng)用。,A電子一直向著A板運(yùn)動(dòng) B電子一直向著B板運(yùn)動(dòng) C電子先向A板運(yùn)動(dòng)，然后返回向B板運(yùn)動(dòng)，之后在A、B兩板間做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng) D電子先向B板運(yùn)動(dòng)，然后返回向A板運(yùn)動(dòng)，之后在A、B兩板間做周期性往復(fù)運(yùn)動(dòng),答案D,拓展延伸 在例4

8、中將加在電容器A、B兩極板間的交變電壓變成如圖19所示，其他條件不變，則例4中四個(gè)選項(xiàng)A、B、C、D哪個(gè)說法正確(),解析由題意可知電子的at圖線和vt圖線如圖甲、乙所示。 電子速度始終是一個(gè)方向，開始B板電勢高，則電子是一直向B板運(yùn)動(dòng)，所以選項(xiàng)B正確。 答案B,利用速度圖像分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng)過程時(shí)，必須注意“五點(diǎn)” (1)帶電粒子進(jìn)入電場的時(shí)刻。 (2)速度圖像的切線斜率表示加速度。 (3)圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移，且在橫軸上方所圍成的面積為正，在橫軸下方所圍成的面積為負(fù)。 (4)注意對稱性和周期性變化關(guān)系的應(yīng)用。 (5)圖線與橫軸有交點(diǎn)，表示此時(shí)速度改變方向，對運(yùn)動(dòng)很復(fù)雜、不容易畫出

9、速度圖像的問題，還應(yīng)逐段分析求解。,變式訓(xùn)練 4一電荷量為q(q0)、質(zhì)量為m的帶電粒子在勻強(qiáng)電場的作用下，在t0時(shí)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，場強(qiáng)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖20所示，不計(jì)重力。求在t0到tT的時(shí)間間隔內(nèi)：,(1)粒子位移的大小和方向； (2)粒子沿初始電場反方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。,1方法技巧 功能關(guān)系在電學(xué)中應(yīng)用的題目，一般過程復(fù)雜且涉及多種性質(zhì)不同的力。因此，通過審題，抓住受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析是關(guān)鍵，然后根據(jù)不同的運(yùn)動(dòng)過程中各力做功的特點(diǎn)來選擇相應(yīng)規(guī)律求解。動(dòng)能定理和能量守恒定律在處理電場中能量問題時(shí)仍是首選。,突破三應(yīng)用動(dòng)力學(xué)知識和功能關(guān)系解決力、電綜合問題,2解題流程,例5在如圖21所示的豎

10、直平面內(nèi)，物體A和帶正電的物體B用跨過定滑輪的絕緣輕繩連接，分別靜止于傾角37的光滑斜面上的M點(diǎn)和粗糙絕緣水平面上，輕繩與對應(yīng)平面平行。勁度系數(shù)k5 N/m的輕彈簧一端固定在O點(diǎn)，一端用另一輕繩穿過固定的光滑小環(huán)D與A相連。彈簧處于原長，輕繩恰好拉直，DM垂直于斜面。水平面處于場強(qiáng)E5104 N/C、方向水平向右的勻強(qiáng)電場中。已知A、B的質(zhì)量分別為mA0.1 kg和mB0.2 kg，B所帶電荷量q4106C。設(shè)兩物體均視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)滑輪質(zhì)量和摩擦，繩不可伸長，彈簧始終在彈性限度內(nèi)，B電荷量不變。取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。,(1)求B所受靜摩擦力的大??； (2)現(xiàn)對A施加沿斜面向下的拉力F，使A以加速度a0.6 m/s2開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)。A從M到N的過程中，B的電勢能增加了Ep0.06 J。已知DN沿豎直方向，B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4。求A到達(dá)N點(diǎn)時(shí)拉力F的瞬時(shí)功率。,(5)求A到