20xx靜電場(chǎng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)-資料下載頁(yè)
2024-11-20 04:13本頁(yè)面
【正文】 電勢(shì)為Ub，： Et= 所以電場(chǎng)力對(duì)兩小球所做的功為：，即兩個(gè)小球克服電場(chǎng)力所做總功的大小等于，選項(xiàng)A正確。
問題8：會(huì)用力學(xué)方法分析求解帶電粒子的運(yùn)動(dòng)問題。
A D B O C 例1如圖所示，直角三角形的斜邊傾角為30176。，底邊BC長(zhǎng)為2L，處在水平位置，斜邊AC是光滑絕緣的，在底邊中點(diǎn)O處放置一正電荷Q，一個(gè)質(zhì)量為m，電量為q的帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)從斜面頂端A沿斜邊滑下，滑到斜邊上的垂足D時(shí)速度為V。
（1）在質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)中不發(fā)生變化的是（ ） A．動(dòng)能 B．電勢(shì)能與重力勢(shì)能之和 C．動(dòng)能與重力勢(shì)能之和 D．動(dòng)能、電勢(shì)能、重力勢(shì)能三者之和。
（2）質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)是（ ） A、勻加速運(yùn)動(dòng) B、勻減速運(yùn)動(dòng) C、先勻加速后勻減速的運(yùn)動(dòng) D、加速度隨時(shí)間變化的運(yùn)動(dòng)。
（3）該質(zhì)點(diǎn)滑到非常接近斜邊底端C點(diǎn)時(shí)速率Vc為多少？沿斜面下滑到C點(diǎn)的加速度ac為多少？ 分析與解：（1）由于只有重力和電場(chǎng)力做功，所以重力勢(shì)能、電勢(shì)能與動(dòng)能的總和保持不變。即D選項(xiàng)正確。
（2）質(zhì)點(diǎn)受重力mg、庫(kù)侖力F、支持力N作用，因?yàn)橹亓ρ匦泵嫦蛳碌姆至gsinθ是恒定不變的，而庫(kù)侖力F在不斷變化，且F沿斜面方向的分力也在不斷變化，故質(zhì)點(diǎn)所受合力在不斷變化，所以加速度也在不斷變化，選項(xiàng)D正確。
（3）由幾何知識(shí)知B、C、D三點(diǎn)在以O(shè)為圓心的同一圓周上，是O點(diǎn)處點(diǎn)電荷Q產(chǎn)生的電場(chǎng)中的等勢(shì)點(diǎn)，所以q由D到C的過程中電場(chǎng)力做功為零，由能量守恒可得： 其中 得 質(zhì)點(diǎn)在C點(diǎn)受三個(gè)力的作用：電場(chǎng)力F，方向由C指向O點(diǎn)；重力mg，方向豎直向下；支撐力FN，： ，即 解得：。
本題中的質(zhì)點(diǎn)在電場(chǎng)和重力場(chǎng)中的疊加場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，物理過程較為復(fù)雜，要緊緊抓住質(zhì)點(diǎn)的受力圖景、運(yùn)動(dòng)圖景和能量圖景來分析。
問題9：會(huì)用能量守恒的觀點(diǎn)解題。
例1如圖所示，在粗糙水平面上固定一點(diǎn)電荷 Q，在 M點(diǎn)無初速釋放一帶有恒定電量的小物塊，小物塊在 Q的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)到 N點(diǎn)靜止，則從 M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中: ； ； N點(diǎn)的電勢(shì)； 。
分析與解：小物塊應(yīng)是先做加速運(yùn)動(dòng)后做減速運(yùn)動(dòng)，到N點(diǎn)靜止，顯然電場(chǎng)力做正功，摩擦力做負(fù)功，且正功與負(fù)功數(shù)值相等。由點(diǎn)電荷的場(chǎng)強(qiáng)E=,可得電場(chǎng)力F=qE逐漸減小，A正確。因?yàn)殡妶?chǎng)力做正功，故電勢(shì)能逐漸減小，B正確。因點(diǎn)電荷Q的電性未知，所以M、N兩點(diǎn)的電勢(shì)高低不能確定，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。由能量關(guān)系知，選項(xiàng)D正確。綜上所述，正確答案為ABD。
問題11：會(huì)解帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問題。
例1試證明荷質(zhì)比不同的正離子，被同一電場(chǎng)加速后進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，它們離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度方向一定相同。
U1 L d V U2 V0 Vx Vy φ 分析與解：如圖所示，設(shè)加速電壓為U1，偏轉(zhuǎn)電壓為U2，偏轉(zhuǎn)板長(zhǎng)L，板距為d，離子離開電場(chǎng)時(shí)的速度為圖中的V，它與水平分速Vx之間的夾角φ叫做偏向角，可以表示出V的方向，因此，只要證明φ與正離子荷質(zhì)比無關(guān)即可。
對(duì)正離子的加速有 qU1= 對(duì)正離子的偏轉(zhuǎn)，水平方向有Vx=V0, L=V0t； 豎直方向有 Vy=at= 偏向角φ的正切 解上述各式可得tanφ=，是一個(gè)與正離子荷質(zhì)比q/m無關(guān)的量，可見，正離子離開偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)速度方向相同。
問題13：會(huì)解電容器有關(guān)問題。
P + 例1一平行板電容器充電后與電源斷開,(電量很小)固定在P點(diǎn),U表示電容器的電壓,將正極板移到圖中虛線所示的位置,則( ) ,E不變. ,W變大. ,W不變. ,W不變. 分析與解：因?yàn)殡娙輼O板所帶電量不變，且正對(duì)面積S也不變，據(jù)E=4πKQ/()可知E也是不變。據(jù)U=Ed，因d減小，故U減小。因P點(diǎn)的電勢(shì)沒有發(fā)生變化，故W不變。故A、C二選項(xiàng)正確。
三、警示易錯(cuò)試題 典型錯(cuò)誤之一：因錯(cuò)誤判斷帶電體的運(yùn)動(dòng)情況而出錯(cuò)。
圖 31 E H 例1質(zhì)量為m的物塊，帶正電Q，開始時(shí)讓它靜止在傾角α=600的固定光滑絕緣斜面頂端，整個(gè)裝置放在水平方向、大小為E=的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖31所示，斜面高為H，釋放物體后，物塊落地的速度大小為： A、 B、 C、2 D、2。 錯(cuò)解：不少同學(xué)在做這道題時(shí)，一看到“固定光滑絕緣斜面”就想物體沿光滑斜面下滑不受摩擦力作用，由動(dòng)能定理得得V=而錯(cuò)選A。
分析糾錯(cuò)：其實(shí)“固定光滑絕緣斜面”是干擾因素，只要分析物體的受力就不難發(fā)現(xiàn)，物體根本不會(huì)沿斜面下滑，而是沿著重力和電場(chǎng)力合力的方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，弄清了這一點(diǎn)，就很容易求得本題正確答案應(yīng)是C. 典型錯(cuò)誤之二：因忽視偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)做功的變化而出錯(cuò)。
例1一個(gè)動(dòng)能為Ｅk 的帶電粒子，垂直于電力線方向飛入平行板電容器，飛出電容器時(shí)動(dòng)能為2Ｅk ，如果使這個(gè)帶電粒子的初速度變?yōu)樵瓉淼膬杀叮敲此w出電容器時(shí)的動(dòng)能變?yōu)椋? A．8Ｅk ； B．5Ｅk ； C．4．25Ｅk ； D．4Ｅk． 分析糾錯(cuò)：因?yàn)槠D(zhuǎn)距離為，所以帶電粒子的初速度變?yōu)樵瓉淼膬杀稌r(shí)，偏轉(zhuǎn)距離變?yōu)閥/4,所以電場(chǎng)力做功只有W=0．25Ｅk，所以它飛出電容器時(shí)的動(dòng)能變?yōu)?．25Ｅk ,即C選項(xiàng)正確。
典型錯(cuò)誤之三：因錯(cuò)誤理解直線運(yùn)動(dòng)的條件而出錯(cuò)。
mg qE 例如圖所示，一粒子質(zhì)量為m，帶電量為+q，以初速度V與水平方向成450角射向空間勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域，粒子恰作直線運(yùn)動(dòng)。求這勻強(qiáng)電場(chǎng)最小場(chǎng)強(qiáng)的大小，并說明方向。
錯(cuò)解：因粒子恰作直線運(yùn)動(dòng)，所以電場(chǎng)力剛好等于mg，即電場(chǎng)強(qiáng)度的最小值為：Emin=mg/q. 分析糾錯(cuò)：因粒子恰作直線運(yùn)動(dòng)，說明粒子所受的合外力與速度平行，但不一定做勻速直線運(yùn)動(dòng)，還可能做勻減速運(yùn)動(dòng)。受力圖如圖34所示，顯然最小的電場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)是 ，方向垂直于V斜向上方。此資料由網(wǎng)絡(luò)收集而來，如有侵權(quán)請(qǐng)告知上傳者立即刪除。資料共分享，我們負(fù)責(zé)傳遞知識(shí)。
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