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高中物理编辑
2021版高考物理一轮复习第七章静电场5高考培优讲座(七)电场中的力电综合问题学案
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  • 资源类别学案
    资源子类复习学案
  • 教材版本不限
    所属学科高中物理
  • 适用年级高三年级
    适用地区全国通用
  • 文件大小1574 K
    上传用户goldfisher
  • 更新时间2020/7/25 9:44:07
    下载统计今日0 总计7
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资源简介

 

高考培优讲座() 电场中的力电综合问题

 [命题规律] 电场的性质是力与能在电学中的延续,结合带电粒子(带电体)在电场中的运动综合考查牛顿运动定律、功能关系、受力分析、运动的合成与分解等是常用的命题思路.这部分内容综合性强,仍是命题的热点.尤其近几年高考中突出了对带电体在电场中运动的过程分析,复习时应引起足够的重视.

【重难解读】

功能关系在电学中应用的题目,一般过程复杂且涉及多种性质不同的力,因此,通过审题抓住受力分析和运动过程分析是关键,然后根据不同的运动过程中各力做功的特点来选择相应规律求解.动能定理和能量守恒定律在处理电场中能量问题时仍是首选.

(1)用正交分解法处理带电粒子的复杂运动

可以将复杂的运动分解为两个互相正交的比较简单的直线运动.

(2)用能量观点处理带电体在电场中的运动

对于受变力作用的带电体的运动,必须借助于能量观点来处理.即使都是恒力作用的问题,用能量观点处理常常显得简洁.

【典题例证】

 (2017·高考全国卷Ⅰ)真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场,一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动,速度大小为v0.在油滴处于位置A时,将电场强度的大小突然增大到某值,但保持其方向不变.持续一段时间t1后,又突然将电场反向,但保持其大小不变;再持续同样一段时间后,油滴运动到B点.重力加速度大小为g.

(1)求油滴运动到B点时的速度;

(2)求增大后的电场强度的大小;为保证后来的电场强度比原来的大,试给出相应的t1v0应满足的条件.已知不存在电场时,油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于BA两点间距离的两倍.

[解析] (1)设油滴质量和电荷量分别为mq,油滴速度方向向上为正.油滴在电场强度大小为E1的匀强电场中做匀速直线运动,故匀强电场方向向上.在t0时,电场强度突然从E1增加至E2时,油滴做竖直向上的匀加速运动,加速度方向向上,大小a1满足

qE2mgma1

油滴在时刻t1的速度为

v1v0a1t1

电场强度在时刻t1突然反向,油滴做匀变速运动,加速度方向向下,大小a2满足qE2mgma2

油滴在时刻t22t1的速度为

v2v1a2t1

①②③④式得

v2v02gt1.

(2)由题意,在t0时刻前有

qE1mg

油滴从t0到时刻t1的位移为

s1v0t1a1t

油滴在从时刻t1到时刻t22t1的时间间隔内的位移为

s2v1t1a2t

由题给条件有v2g(2h)⑨

式中hBA两点之间的距离.

B点在A点之上,依题意有

s1s2h

①②③⑥⑦⑧⑨⑩式得

E2E1?

为使E2>E1,应有

22>1?

即当0<t1<?

t1>?

才是可能的;条件?式和?式分别对应于v2>0v2<0两种情形.

B点在A点之下,依题意有

s1s2=-h?

①②③⑥⑦⑧⑨?式得

E2E1

为使E2>E1,应有

22>1

t1>

另一解为负,不合题意,已舍去.

[答案] 见解析

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