帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(參考版)
2025-05-02 13:09本頁(yè)面
【正文】 2 R － μ ( mg ＋ qE ) x ＝12m v2－12m v 20 聯(lián)立兩式并代入數(shù)據(jù)解得： v0＝ 7m /s 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 ( 2) 設(shè)滑塊到達(dá) P 點(diǎn)時(shí)速度為 v ′ ，則從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到 P點(diǎn)過(guò)程：－ μ ( qE ＋ mg ) x － ( mg ＋ qE ) R ＝12m v ′2－12m v20 又在 P 點(diǎn)時(shí)： FN＝ mv ′2R 代入數(shù)據(jù)，解得 FN＝ [ 答案 ] ( 1) 7m /s ( 2) N 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 ( 201 1 上饒模擬 ) 如圖所示，在 E ＝ 1 103V /m 的豎直勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一光滑的半圓形絕緣軌道 Q P N 與一水平絕緣軌道 MN 連接，半圓形軌道平面與電場(chǎng)線平行， P為 QN 圓弧的中點(diǎn)，其半徑 R ＝ 40c m ，一帶正電 q ＝ 10－ 4C的小滑塊，質(zhì)量 m ＝ 10g ，與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù) μ ＝ ，位于 N 點(diǎn)右側(cè) x ＝ 處，取 g ＝ 10 m /s2，求： 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 ( 1) 要使小滑塊恰能運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn) Q ，則滑塊應(yīng)以多大的初速度 v0向左運(yùn)動(dòng)？ ( 2) 這樣運(yùn)動(dòng)的滑塊通過(guò) P 點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力是多大？ 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 [ 解析 ] ( 1) 設(shè)滑塊到達(dá) Q 點(diǎn)時(shí)速度為 v ，則 mg ＋ qE ＝ mv2R 滑塊從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到 Q 點(diǎn)過(guò)程中，由動(dòng)能定理得 － mg v0 當(dāng) d ≤ d0時(shí)， η ＝ 1 ，因此ΔMΔt＝ n m bd v0 當(dāng) d d0時(shí)， η ＝ (d0d)2，因此ΔMΔt＝ n m b v0d 20d 繪制圖線如圖所示 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 命題規(guī)律 根據(jù)交變電場(chǎng)的變化規(guī)律，分析粒子受力和運(yùn)動(dòng)情況，確定粒子的運(yùn)動(dòng)速度、位移、做功或確定有關(guān)量的臨界問(wèn)題． 帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 制備納米薄膜裝置的工作電極可簡(jiǎn)化為真空中間距為 d 的兩平行極板，如圖甲所示．加在極板 A 、 B 間的電壓 UAB作周期性變化，其正向電壓為 U0，反向電壓為－ kU0( k 1) ，電壓變化的周期為 2 τ ，如圖乙所示．在 t ＝ 0時(shí)，極板 B 附近的一個(gè)電子，質(zhì)量為 m 、電荷量為 e ，受電場(chǎng)作用由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)．若整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，電子未碰到極板 A ，且不考慮重力作用． 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 若 k ＝54，電子在 0 ～ 2 τ 時(shí)間內(nèi)不能到達(dá)極板 A ，求 d應(yīng)滿(mǎn)足的條件． 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 [ 解析 ] 電子在 0 ～ τ 時(shí)間內(nèi)做勻加速運(yùn)動(dòng) 加速度的大小 a1＝eU0md ① 位移 x1＝12a1τ2 ② 在 τ ～ 2 τ 時(shí)間內(nèi)先做勻減速運(yùn)動(dòng)，后反向做勻加速運(yùn)動(dòng) 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 加速度的大小 a2＝5 eU04 md ③ 初速度的大小 v1＝ a1τ ④ 勻減速運(yùn)動(dòng)階段的位移 x2＝v212 a2 ⑤ 依據(jù)題意 d x1＋ x2 解得 d 9 eU0τ210 m. ⑥ [ 答案 ] d 9 eU 0 τ210 m 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 [ 總結(jié)評(píng)述 ] 本題考查帶電粒子在平行板電容器 中的運(yùn)動(dòng)情況的分析．兩極板加上周期性變化的交變電壓后，其內(nèi)部電場(chǎng)也會(huì)周期性變化，根據(jù)電子在電場(chǎng)中所受電場(chǎng)力情況，結(jié)合題目中各限制條件即可得到相應(yīng)結(jié)論． 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 ( 201 1 t ① 0 ． 81 d0＝12at2 ② 由牛頓第二定律，得 a ＝Fm＝qEm＝qUmd0 ③ 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 當(dāng)減小板間距離時(shí)，能增大電場(chǎng)強(qiáng)度，提高收集效率，收集效率為 100 % 時(shí)，兩板間距為 dm，若進(jìn)一步減小 d ，收集效率仍為 100 % ，由類(lèi)平拋知識(shí)得： L ＝ v0t ④ dm＝12a ′ t2 ⑤ 由牛頓第二定律得： a ′ ＝Fm＝qE ′m＝qUmdm ⑥ 聯(lián)立 ①②③④⑤⑥ 解得： dm＝ d0. 第 6章 第 3 講 高考物理總復(fù)習(xí) 人教 實(shí)驗(yàn)版 必考內(nèi)容 ( 2) 當(dāng) d ≤ d0時(shí)，收集效率 η 均為 100 % ， 當(dāng) d d0時(shí)，設(shè)距下極板為 x 的塵埃恰好到下板右邊緣，則 x ＝12qUmdL2v 20 ⑦ η ＝xd
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