浠水复读中心物理电磁场复习专题(教师)电场

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湖北省黄冈市浠水县实验高中物理 静电场及其应用精选测试卷专题练习

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湖北省黄冈市浠水县实验高中物理静电场及其应用精选测试卷专题练习一、第九章静电场及其应用选择题易错题培优(难)1.如图所示,y轴上固定有两个电荷量相等的带正电的点电荷,且关于坐标原点O对称。

某同学利用电场的叠加原理分析在两电荷连线的中垂线(x轴)上必定有两个场强最强的点A、'A,该同学在得到老师的肯定后又在此基础上作了下面的推论,你认为其中正确的是()A.若两个点电荷的位置不变,但电荷量加倍,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置B.如图(1),若保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在z轴上,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置C.如图(2),若在yoz平面内固定一个均匀带正电圆环,圆环的圆心在原点O。

直径与(1)图两点电荷距离相等,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置D.如图(3),若在yoz平面内固定一个均匀带正电薄圆板,圆板的圆心在原点O,直径与(1)图两点电荷距离相等,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置【答案】ABC【解析】【分析】【详解】A.可以将每个点电荷(2q)看作放在同一位置的两个相同的点电荷(q),既然上下两个点电荷(q)的电场在x轴上场强最大的点仍然在A、A'两位置,两组点电荷叠加起来的合电场在x轴上场强最大的点当然还是在A、A'两位置,选项A正确;B.由对称性可知,保持两个点电荷的距离不变、并绕原点O旋转90°后对称的固定在z轴上,则x轴上场强最大的点仍然在A、'A两位置,选项B正确;C.由AB可知,在yOz平面内将两点电荷绕O点旋转到任意位置,或者将两点电荷电荷量任意增加同等倍数,在x轴上场强最大的点都在A、A'两位置,那么把带电圆环等分成一些小段,则关于O点对称的任意两小段的合电场在x轴上场强最大的点仍然还在A、A'两位置,所有这些小段对称叠加的结果,合电场在x轴上场强最大的点当然还在A、A'两位置,选项C正确;D.如同C选项,将薄圆板相对O点对称的分割成一些小块,除了最外一圈上关于O点对称的小段间距还是和原来一样外,靠内的对称小块间距都小于原来的值,这些对称小块的合电场在x轴上场强最大的点就不再在A、A'两位置,则整个圆板的合电场在x轴上场强最大的点当然也就不再在A、A'两位置,选项D错误。

高中物理电场与磁场知识点

高中物理电场与磁场知识点

高中物理电场与磁场知识点高中物理中的电场与磁场,那可真是让我又爱又恨!想当年,为了搞清楚这些知识点,我可是费了好大一番功夫。

先来说说电场。

电场这玩意儿,看不见摸不着,却有着神奇的力量。

就好比有个神秘的魔法师,在空间中施了魔法,让电荷们有了各种奇妙的表现。

比如库仑定律,描述两个点电荷之间的相互作用力。

当时老师在黑板上写公式,F = k q1 q2 / r²,我就在想,这几个字母凑一块,咋就能算出力的大小呢?后来做了好多题目,才慢慢理解其中的奥妙。

还记得有一次做实验,探究平行板电容器的电容。

那两块平行的金属板,接上电源,然后测量电荷量和电压的变化。

我瞪大眼睛,紧紧盯着电表的指针,心里那个紧张啊,生怕自己读错了数。

结果手一抖,还真读错了一个,被同组的小伙伴笑话了好久。

再说说电场强度 E ,它就像是电场这个魔法师的魔力强度指标。

电场线的疏密程度代表着电场强度的大小,想象一下,那些电场线密密麻麻的地方,电场的力量就强大得很呢。

说到磁场,那更是有趣。

磁场就像是个看不见的大迷宫,磁力线在里面弯弯绕绕。

安培定则,也就是右手螺旋定则,判断电流产生的磁场方向。

我一开始总是用错手,不是右手搞成左手,就是手指绕错方向。

有一次考试,就因为这个,丢了好多分,回家被老妈唠叨了半天。

还有那个洛伦兹力,带电粒子在磁场中运动时受到的力。

我就想象着一个个小粒子在磁场里像调皮的孩子,被磁场这个“大人”拽着改变方向。

有一次做物理题,是关于电子在磁场中做圆周运动的,我算了半天,算出的半径总是不对。

后来才发现,自己把速度的方向搞错了,真是哭笑不得。

电磁感应现象也是个神奇的存在。

闭合回路中的磁通量发生变化,就会产生感应电流。

记得有一次,老师拿着一个线圈,在磁铁旁边快速移动,小灯泡突然就亮了起来。

那一刻,我真切感受到了电磁感应的神奇,眼睛都亮了。

学习电场与磁场的过程中,我也犯过不少迷糊。

有时候做练习题,一道题能琢磨半天,草稿纸用了一张又一张,还是没搞明白。

9-1电场力的性质

9-1电场力的性质

第九章 电场9-1 电场力的性质 浠水一中 陈 智1.在电场中某点放入电量为q 的试探电荷时,测得该点电场强度为E ,若在该点放入电量为 q /= –2q 的试探电荷时测得电场强度为E / ,下面说法正确的是A.E /=-EB.E /= 2EC.E /=-E /2D.E /= E2. 如图9-1-1所示,在a 、b 两点上放置两个点电荷,它们的电荷量分别为q 1、q 2,MN 是连接两点的直线,P 是直线上的一点,下列哪种情况下P 点的场强可能为零A. q 1、q 2都是正电荷,且q 1>q 2B. q 1是正电荷,q 2是负电荷,且q 1<∣q 2∣C. q 1是负电荷,q 2是正电荷,且∣q 1∣>q 2D. q 1、q 2都是负电荷,且∣q 1∣<∣q 2∣3. 如图9-1-2是电场中某区域的电场线分布图,a 、b 是电场中的两点,这两点比较A.b 点的电场强度较大B.a 点的电场强度较大C.同一正点电荷放在a 点所受的电场力比放在 b 点时受到的电场力大D.同一负点电荷放在a 点所受的电场力比放在b 点时受到的电场力小4.如图9-1-3所示,把一带正电小球a 放在光滑绝缘斜面上,欲使球a 能静止在斜面上,需在MN 间放一带电小球b ,则b 应:A .带负电,放在A 点B .带正电,放在B 点C .带负电,放在C 点D .带正电,放在C 点5. 如图9―1―4所示,在沿水平方向的匀强电场中有a 、b 两点,已知a 、b 两点在同一竖直平面内,但不在同一电场线上.一个带电小球在重力和电场力作用下由a 点运动到b 点,在这一运动过程中,以下判断正确的是A.带电小球的速度可能保持不变B.带电小球运动的轨迹一定是直线C.带电小球做的一定是匀变速运动D.带电小球在a 点的速度可能为零6. 如图9-1-5所示,竖直墙面与水平地面均光滑且绝缘。

两个带有同种电荷的小球A 、B 分别处于竖直墙面和水平地面,且处于同一竖直面内,若用图示方向的水平推力F 作用于小球,则两球静止于图示位置,如果将小球B 向左推动少许,待两球重新达到平衡时,则A.推力F 将增大;两小球间距离将增大B.推力F 将增大;两小球间距离将减小C.推力F 将减小;两小球间距离将减小 P M 图9-1-1图9-1-5图9-1-2图9-1-3 图9-1-4D.推力F 将减小;两小球间距离将增大7. ab 是长为L 的均匀带电细杆,P 1和P 2是位于ab 所在直线上两点,位置如图9-1-6所示。

湖北省黄冈市浠水县实验高中高中物理质谱仪和磁流体发电机压轴题易错题

湖北省黄冈市浠水县实验高中高中物理质谱仪和磁流体发电机压轴题易错题

湖北省黄冈市浠水县实验高中高中物理质谱仪和磁流体发电机压轴题易错题一、高中物理解题方法:质谱仪和磁流体发电机1.如图所示为质谱仪的构造原理图,它是一种分离和检测不同同位素的重要工具。

质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素。

现让待测的不同带电粒子经加速电场后进入速度选择器,速度选择器的平行金属板之间有相互正交的匀强磁场和匀强电场(图中未画出),磁感应强度为B ,电场强度为E 。

金属板靠近平板S ,在平板S 上有可让粒子通过的狭缝P ,带电粒子经过速度选择器后,立即从P 点沿垂直平板S 且垂直于磁场方向的速度进入磁感应强度为B 0、并以平板S 为边界的有界匀强磁场中,在磁场中偏转后打在记录它的照相底片上,底片厚度可忽略不计,且与平板S 重合。

根据粒子打在底片上的位置,便可以对它的比荷(电荷量与质量之比)情况进行分析。

在下面的讨论中,磁感应强度为B 0的匀强磁场区域足够大,空气阻力、带电粒子所受的重力及它们之间的相互作用力均可忽略不计。

(1)带电粒子通过狭缝P 时的速度大小v ;(2)不同的带电粒子经加速电场加速后可获得不同的速率,这些粒子进入速度选择器后,要想使通过狭缝P 的带电粒子速度大一些,应怎样调整速度选择器的电场强度E 和磁感应强度B 的大小;(3)若用这个质谱仪分别观测氢的两种同位素离子(1H 和2H ),它们分别打在照相底片上相距为d 1的两点;若用这个质谱仪相同条件下再分别观测碳的两种同位素离子(12C 和14C ),它们分别打在照相底片上相距为d 2的两点。

请通过计算说明,d 1与d 2的大小关系;(4)若氢的两种同位素离子(所带电荷量为e )的质量分别为m 1和m 2,且已知m 1>m 2,它们同时从加速电场射出。

试分析说明这两种粒子哪一种先到达照相底片,并求出它们到达照相底片上的时间差Δt 。

【答案】(1)v=E/B (2)减小B 或增大E (3)d 1大于d 2(4)m 2先到达,Δt =120π()m m eB -【解析】 【详解】(1)粒子通过狭缝时满足:evB =Ee即E v B=(2)根据Ev B=可知,要想提高通过狭缝P 的粒子的速度,可增大E 或者减小B ; (3)设1H 和2H 的质量分别为m 和2m ,带电量均为q ;12C 和14C 的质量分别为12m 和14m ,带电量均为12q ;粒子进入磁场时的速度是相同的,根据mvr qB=,则 21100022()H H m v m v mvd qB qB qB =-= 141220002()12123C C m v m v mvd qB qB qB =-=即d 1大于d 2(4)两种粒子在射出速度选择器时的速度是相同的,则在速度选择器中的时间相同,根据2mT qBπ=可得两种粒子在磁场中的周期分别为 1102m T eB π=2202m T eB π=两种离子在磁场中均运动半个周期,因m 1>m 2,可知T 1>T 2,则11221122t T t T =>= ,则m 2先到达;时间差为:1212120π()1()2m m t t t T T eB -∆=-=-=2.如图所示,两平行金属板间电势差为U ,板间电场可视为匀强电场,金属板下方有一磁感应强度为B 的匀强磁场.带电量为+q 、质量为m 的粒子,由静止开始从正极板出发,经电场加速后射出,并进入磁场做匀速圆周运动.忽略重力的影响,求: (1)粒子从电场射出时速度v 的大小; (2)粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径R .【答案】(1)2Uqm(2)12mU B q【解析】 【详解】(1)设带电粒子射出电场时的速度为v ,由动能定理可得:212qU mv =解得粒子射出速度2qUv m=(2)带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,由牛顿第二定律可得:2v qvB m R=可得带电粒子圆周运动的半径212mv m Uq mU R qB qB m B q===3.一束硼离子以不同的初速度,沿水平方向经过速度选择器,从O 点进入方向垂直纸面向外的匀强偏转磁场区域,分两束垂直打在O 点正下方的离子探测板上P 1和P 2点,测得OP 1:OP 2=2:3,如图甲所示.速度选择器中匀强电场的电场强度为E ,匀强磁场的磁感应强度为B 1,偏转磁场的磁感应强度为B 2.若撤去探测板,在O 点右侧的磁场区域中放置云雾室,离子运动轨迹如图乙所示.设离子在云雾室中运动时受到的阻力F f =kq ,式中k 为常数,q 为离子的电荷量.不计离子重力.求(1)硼离子从O 点射出时的速度大小; (2)两束硼离子的电荷量之比;(3)两种硼离子在云雾室里运动的路程之比. 【答案】(1)1Ev B =;(2)3:2;(3)2:3. 【解析】 【分析】 【详解】只有竖直方向受力平衡的离子,才能沿水平方向运动离开速度选择器由电场力公式F 电=qE洛伦兹力公式F 洛=qvB 1则有F 电=F 洛综合以上可得1E v B =(2)设到达P 1点离子的电荷量为q 1,到达P 2点离子的电荷量为q 2,进入磁场后,根据牛顿第二定律,则有22v qvB m r=解得2mvr qB =根据题意有1223r r = 考虑到进入偏转磁场的硼离子的质量相同、速度相同,得122132q r q r == (3)设电荷量为q 1离子运动路程为s 1,电荷量为q 2离子运动路程为s 2,在云雾室内受到的阻力始终与速度方向相反,做负功,洛伦兹力不做功,有W =﹣F f s =△E K且F f =kq得122123s q s q ==4.质谱仪是研究同位素的重要仪器,如图所示为质谱仪原理示意图。

最新-黄冈市浠水县高考复读中心12月理综训练物理部分 精品

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十月理综物理部分14.如图所示,用两根细线把A 、B 两小球悬挂在天花板上的同一点O ,并用第三根细线连接A 、B 两小球,然后用某个力F 作用在小球A 上,使三根细线均处于直线状态,且OB 细线恰好沿竖直方向,两小球均处于静止状态。

则该力可能为图中的( ) A F 1 B F 2 C F 3 D F 415.两辆游戏赛车a 、b 在两条平行的直车道上行驶。

0=t 时两车都在同一计时线处,此时比赛开始。

它们在四次比赛中的t v -图如图所示。

哪些图对应的比赛中,有一辆赛车追上了另一辆(AC )16.如图所示,在水平的光滑平板上的O 点固定一根长为l 0的劲度系数为k 的轻弹簧,在弹簧的自由端连接一个质量为m的小球(可视质点)。

若弹簧始终处在弹性范围内,不计空气阻力,今将平板以O 为转轴逆时针缓慢转动,直至平板变为竖直状态,则在此过程中A .球的高度不断增大B .若弹簧的原长l 0一定,则球的质量足够大时,总可以使球的高度先增大后减小C .若球的质量m 一定,则弹簧的原长l 0足够小时,总能使球的高度先增大后减小D .球的高度变化情况仅与球的质量m 有关,而与弹簧的原长l 0无关。

17.民族运动会上有一个骑射项目,运动员骑在奔驶的马背上,弯弓放箭射击侧向的固定目标。

假设运动员骑马奔驰的速度为v 1,运动员静止时射出的弓箭速度为v 2,直线跑道离固定目标的最近距离为d ,要想在最短的时间内射中目标,则运动员放箭处离目标的距离应该为A .21222v v dv - B .22221v v v d + C .21v dv D .12v dv 18.如图所示,PQS 是固定于竖直平面内的光滑的14圆周轨道,圆心O 在S 的正上方。

在O 和P 两点各有一质量为m 的小物块a 和b ,从同一时刻开始,a 自由下落,b 沿圆弧下滑。

一下说法正确的是A 、a 比b 先到达S ,它们在S 点的动量不相等B 、a 与b 同时到达S ,它们在S 点的动量不相等C 、a 比b 先到达S ,它们在S 点的动量相等D 、b 比a 先到达S ,它们在S 点的动量相等19.质量为m 的小物块,在与水平方向成α角的恒力F 作用下,沿光滑水平面运动。

湖北省黄冈市浠水县实验高中高中物理带电粒子在磁场中的运动压轴题易错题

湖北省黄冈市浠水县实验高中高中物理带电粒子在磁场中的运动压轴题易错题

湖北省黄冈市浠水县实验高中高中物理带电粒子在磁场中的运动压轴题易错题一、带电粒子在磁场中的运动压轴题1.如图所示,一质量为m 、电荷量为+q 的粒子从竖直虚线上的P 点以初速度v 0水平向左射出,在下列不同情形下,粒子经过一段时间后均恰好经过虚线右侧的A 点.巳知P 、A 两点连线长度为l ,连线与虚线的夹角为α=37°,不计粒子的重力,(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).(1)若在虚线左侧存在垂直纸面向外的匀强磁场,求磁感应强度的大小B 1;(2)若在虚线上某点固定一个负点电荷,粒子恰能绕该负点电荷做圆周运动,求该负点电荷的电荷量Q (已知静电力常量为是);(3)若虚线的左侧空间存在垂直纸面向外的匀强磁场,右侧空间存在竖直向上的匀强电场,粒子从P 点到A 点的过程中在磁场、电场中的运动时间恰好相等,求磁场的磁感应强度的大小B 2和匀强电场的电场强度大小E .【答案】(1)0152mv B ql = (2)2058mv l Q kq = (3)0253mv B ql π= 220(23)9mv E qlππ-=【解析】 【分析】 【详解】(1)粒子从P 到A 的轨迹如图所示:粒子在磁场中做匀速圆周运动,设半径为r 1 由几何关系得112cos 25r l l α== 由洛伦兹力提供向心力可得2011v qv B m r =解得:0 152mv Bql=(2)粒子从P到A的轨迹如图所示:粒子绕负点电荷Q做匀速圆周运动,设半径为r2由几何关系得252cos8lr lα==由库仑力提供向心力得2222vQqk mr r=解得:258mv lQkq=(3)粒子从P到A的轨迹如图所示:粒子在磁场中做匀速圆周运动,在电场中做类平抛运动粒子在电场中的运动时间00sin35l ltv vα==根据题意得,粒子在磁场中运动时间也为t,则2Tt=又22mTqBπ=解得0253mvBqlπ=设粒子在磁场中做圆周运动的半径为r,则v t rπ=解得:35l r π=粒子在电场中沿虚线方向做匀变速直线运动,21cos 22qE l r t mα-=⋅ 解得:220(23)9mv E qlππ-=2.如图所示,在一直角坐标系xoy 平面内有圆形区域,圆心在x 轴负半轴上,P 、Q 是圆上的两点,坐标分别为P (-8L ,0),Q (-3L ,0)。

湖北省黄冈市浠水高考复读中心物理二轮复习之力学

湖北省黄冈市浠水高考复读中心物理二轮复习之力学

湖北省黄冈市浠水高考复读中心二轮复习之力学命题人:王新进一、不定选择题:1、如图所示,物块A 、B 叠放在粗糙的水平桌面上,水平外力F 作用在B 上,使A 、B 一起沿水平桌面向右加速运动。

设A 、B 之间的摩擦力f 1,B 与水平桌面间的摩擦力为f 2,若水平外力F 逐渐增大,但A 、B 仍保持相对静止,则摩擦力f 1和f 2,的大小A. f 1不变、f 2变大B. f 1变大、f 2不变C. f 1和f 2都变大D. f 1和f 2都不变2、如图所示的装置,用两根细绳拉住一个小球,两细绳间的夹角为θ,细绳AC呈水平状态,现将整个装置在纸面内侧时针缓慢转动,共转过90°。

在转过的过程中,CA 绳中的拉力F 1和CB 绳中的拉力F 2的大小发生变化,即A. F 1先变小后变大B. F 1先变大后变小C. F 2逐渐减小D. F 2最后减小到零3、历史上有些科学家曾把在相等位移内速度变化相等的单向直线运动称为“匀变速直线运动”(现称“另类匀变速直线运动”),“另类加速度”定义为A =sv v t 0-,其中v 0和v t 分别表示某段位移s 内的初速度和末速度。

A>0,表示物体做加速运动,A<0表示物体做减速运动。

而现代物理学中加速度的定义式为a =t v v t 0-,下列说法中正确的是 A 若A 不变,则a 也不变B 若A>0且保持不变,则a 逐渐变大C 若A 不变,物体在中间位置处的速度为20v v t + D 若A 不变,则物体在中间位置处的速度为2220v v t + 4、如图所示,小车上物体的质量m =8kg ,它被一根在水平方向上拉伸了的弹簧拉住而静止在小车上,这时弹簧的弹力为6N ,现沿水平向右的方向对小车施一作用力,使小车由静止开始运动起来,运动中加速度由零逐渐增大到1m/s 2,然后以1m/s 2的加速度做匀加速直线运动,以下说法中错误的是 A.物体与小车始终保持相对静止,弹簧对物体的作用力始终没有发生变化B.物体受到的摩擦力先减小、后增大,先向左、后向右C.当小车的加速度(向右)为0.75m/s 2时,物体不受摩擦力作用D.小车以1m/s 2的加速度向右做匀加速度直线运动时,物体受到的摩擦力为8N5、来自质子源的质子(初速度为零),经一直线加速器加速,形成电流为I 的细柱形质子流,已知质子源与靶间的距离为d ,质子电荷量为e ,假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的,质子达靶时的速度为u ,则质子源与靶间质子数为A.eu IdB.eu Id 2C.u IdD.uId 2 6、如图物体原来静止在水平面上,用一水平力F 拉物体,在F 从0开始逐渐增大的过程中,物体先静止后又做加速运动,其加速度a 随外力F 变化的图(b )中所示标出的数据可计算出A.物体的质量B.物体与水平面间滑动摩擦力C.物体与水平面间的最大静摩擦力D.在F 为14N 时,物体的速度大小7、如图所示,坚直放置在水平上的轻弹簧上叠放着两物块A 、B ,A 、B 的质均为2kg ,它们处于静止状态,若突然将一个大小为10N ,方向坚直向下的力施加在物块A 上,则此瞬间,A 对B 压力的大小为(取g =10m/s 2)。

电场线的方向

电场线的方向
例2.如图所示,一带电油滴悬浮在平行板电容器两极板 A、B之间的P点,处于静止状态。现将极板A向下平 移一小段距离,但仍在P点上方,其它条件不变。下 列说法中正确的是( BC ) A.液滴将向下运动 B.液滴将向上运动 C.极板带电荷量将增加
P
A B
D.极板带电荷量将减少
四、本章习题审题注意事项
1、带电粒子电性:
2. (单)如图所示,实线为点电荷形成电场中的三条电场
线,某一带电粒子运动轨迹如图虚线所示。则下面判断
正确的是 ( A ) A.该带电粒子带负电 B.a点的电场强度比b点的大 C.a点的电势比b点的高
D.该粒子在b点的电势能比在a点大
3. 下述说法正确的是( A ) A.在同一等势面上移动电荷,电场力不作功 B.等势面上各点场强大小一定相等
8、题目考查的问题: 力和运动问题还是功和能关系问题
例3.如图所示,AB是一条电场线上的两点,若在A点释放一初速度为 零的电子,电子仅受电场力作用,并沿电场线从A运动到B,其速 度随时间变化的规律如图所示。比较A,B两点电势的高低和场强 的大小,下列说法中正确的是
A.φA>φB,EA>EB
C.φA<φB,EA>EB
例3.如图所示,AB是一条电场线上的两点,若在A点释放一初速度为 零的电子,电子仅受电场力作用,并沿电场线从A运动到B,其速 度随时间变化的规律如图所示。比较A,B两点电势的高低和场强 的大小,下列说法中正确的是( A.φA>φB,EA>EB C.φA<φB,EA>EB
C)
B . φA > φB , E A < E B D . φA < φB , E A < E B
C.粒子在电场中的加速度不变 D.粒子在电场中的电势能先减少后增大
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专题三电场与磁场近三年来,高考对带电粒子在电场、磁场中的运动这一专题考查的频率很高,涉及运动与力的关系、功和能量的关系、能量守恒定律等重要力学规律,是每年高考必考内容。

知识覆盖面广,考题题材新颖丰富,注重与科技背景的结合,综合性强,对学生的空间想象能力、分析综合能力、应用数学知识处理物理问题的能力有较高的要求,是考查考生多项能力的极好载体.除基础题外,试题多是计算题甚至是压轴题,有较高的难度和区分度。

预计2011年还是考察带电粒子在电场,磁场,复合场中的运动。

知识网络带点粒子在电场中的运动一.主干知识整合1. 静电场基本性质:(1)电场强度反映了电场力的性质,其量值和方向仅由电场本身决定,与检验电荷无关;(2)电势是表示电场能的性质的物理量,对空间某定点:ε/q 0为常量,与检验电荷无关。

2. 静电场描绘工具——电场线。

记住典型的电场线及理解典型的模型3. 电场强度有关公式:①(定义式)②(决定式,点电荷形成电场)③(决定式,适用于匀强电场)④(决定式,平行板电容器带电后在两板间形成的匀强电场)E FqE kQ qr E Ud E Q Cd ====⎧⎨⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪/24.注意区别 (1)电场强度和电场力 (2) 电势和电势差 (3)电势和电势能 (4)电场线和等势面 (5)电势差和电场强度的关系二、带电粒子电场中运动的问题带电粒子电场中运动的问题大都以力学知识为主线,着重考查电场力的性质和能的性质,以及考生的理解能力和综合分析能力。

求解的关键是认真分析带电粒子的受力情况和运动情况,建立清晰的物理情景,然后由力学规律列式求解。

1.带电粒子在电场中加速在匀强电场中的加速问题,一般属于物体受恒力(重力一般不计)作用运动的问题,处理的方法有两种:(1)根据牛顿第二定律和运动学公式结合求解;(2)根据动能定理与电场力做功,运动学公式结合求解。

基本方程:21222121mv mv Uq -=m Eq a =dU E = as v v 22122+= (3)在非匀强电场中的加速问题:一般属于物体受变力作用运动的问题。

处理的方法只能根据动能定理与电场力做功,与运动学公式结合求解。

基本方程:21222121mv mv Uq -=2.带电粒子在电场中偏转设极板间的电压为U ,两极板间的距离为d ,极板长度为L 。

(1)运动状态分析:带电粒子垂直于匀强电场的场强方向进入电场后,受到恒定的电场力作用,且与初速度方向垂直,因而做匀变速曲线运动,类似平抛运动。

(2)运动特点分析:①垂直电场方向做匀速直线运动0v v x = t v x 0=②在平行电场方向,做初速度为零的匀加速直线运动at v y = 221at y =dmUqm Eq a ==③通过电场区的时间:0v L t =④粒子通过电场区的侧移距离:222mdv UqL y = ⑤粒子通过电场区偏转角:2tan mdv UqL=θ ⑥带电粒子从极板的中线射入匀强电场,其出射时速度方向的反向延长线交于入射线的中点。

所以侧移距离也可表示为:θtan 2Ly =常用的结论①垂直电场方向而进入匀强电场的粒子,离开电场时都好像从极板中间位置沿直线飞出的一样.②从静止开始经同一电场加速的并垂直进入同一偏转电场的粒子,离开偏转电场时有相同偏转角和侧移距离.3.粒子在交变电场中的往复运动当电场强度发生变化时,由于带电粒子在电场中的受力将发生变化,从而使粒子的运动状态发生相应的变化,粒子表现出来的运动形式可能是单向变速直线运动,也可能是变速往复运动.带电粒子是做单向变速直线运动,还是做变速往复运动主要由粒子的初始状态与电场的变化规律(受力特点)的形式有关.注意事项:(1)若粒子(不计重力)的初速度为零,静止在两极板间,再在两极板间加上左图的电压,粒子做单向变速直线运动;若加上右图的电压,粒子则做往复变速运动.(2)若粒子以初速度为0v 从B 板射入两极板之间,并且电场力能在半个周期内使之速度减小到零,则左图的电压能使粒子做单向变速直线运动;则右图的电压也不能粒子做往复运动.所以这类问题要结合粒子的初始状态、电压变化的特点及规律、再运用牛顿第二定律和运动学知识综合分析.三.示波管1.构造及其应用示波管主要由电子枪、竖直偏转电极和水平偏转电极、荧光屏组成.两电极都不加偏转电压时,由电子枪产生的高速电子做直线运动,打在荧光屏中心,形成一个亮点.这时如果在水平偏转电极上加上随时间均匀变化的电压,则电子因受偏转电场的作用,打在荧光屏上的亮点便沿水平方向匀速移动.如果再在竖直偏转电极上,加上一随时间变化的信号电压,则亮点在竖直方向上也要发生偏移,偏移的大小与所加信号电压的大小成正比.这样,亮点一方面随着时间的推移在水平方向匀速移动,一方面又正比于信号电压在竖直方向上产生偏移.于是在荧光屏上便形成一波形曲线,此曲线反映出信号电压随时间变化的规律.2.示波管的工作原理如上图所示为示波器的原理图,电子枪中炽热的金属丝可以发射电子,初速度很小,可视为零.电子枪的加速度电压为U 0,紧挨着是偏转电极YY ′、XX ′,设偏转电极的极板长均为L 1,板间距离均为d ,偏转电极XX ′的右端到荧光屏的距离为L 2,电子电量为e ,质量为m (不计偏转电极YY ′和XX ′之间的间距).在YY ′、XX ′偏转电极上不加电压时,电子恰能打在荧光屏上坐标的原点.求:(1)若只在YY ′偏转电极上加电压U YY ′=U 1(U 1>0),则电子到达荧光屏上的速度.(2)在第(1)问中,若再在XX ′偏转电极上加上U XX ′=U 2(U 2>0),试在荧光屏上标出亮点的大致位置,并求出该点在荧光屏上坐标系中的坐标值.探讨:电子在电子枪中加速:20021mv eU = 进入偏转电场后作类平抛运动:011v L t =,1011t mdeU at v == 偏转位移:211121t mdeU y ⋅=离开Y Y '电场后,时间为2t ,偏转位移2y . 则212t v y =,0212v L L t +=得:)23(42101121L L dU LU y y y +=+= 同理在X X '电场中可得:)2(42101221L L dU L U x x x +=+= 四.电容器的两种情况 典型例题例1.(2010·全国卷Ⅰ)关于静电场,下列结论普遍成立的是(C ) A .电场强度大的地方电势高,电场强度小的地方电势低 B .电场中任意两点之间的电势差只与这两点的场强有关C .在正电荷或负电荷产生的静电场中,场强方向都指向电势降低最快的方向D .将正点电荷从场强为零的一点移动到场强为零的另一点,电场力做功这零例2.在倾角为=θ37o 的足够长的绝缘斜面上,质量5.0=A m kg 、带正电的物块A 和质量25.0=B m kg 的不带电绝缘物块B 正沿斜面上滑。

斜面处于范围足够大、场强E=5×106N/C 、方向平行斜面向上的匀强电场中。

当A 追上B 的瞬间,A 的速度0v =1.8 m/s ,方向沿斜面向上,B 的速度恰为零。

如图所示,A 、B 碰撞过程相互作用时间极短,且A 的电荷没有转移,碰后瞬间A 的速度6.01=v m/s ,方向仍沿斜面向上,碰后经0.60s ,A 的速度变为'1v =1.8 m/s ,在这段时间内两者没有再次相碰,已知A 和斜面间的动摩擦因数15.0=μ,B 与斜面间摩擦可以忽略,A ,B 均可视为质点,sin 37o =0.6,cos37o =0.8,g=10m/s 2。

求:(1)A 、B 第一次碰撞后瞬间B 的速度;(2)A 、B 第一次碰后0.6s 内B 沿斜面向上滑动的最大距离; (3)物块A 所带电荷量。

例3.图甲中B 为电源,电动势=ε27V ,内阻不计,固定电阻1R =500Ω,R 2为光敏电阻,C 为平行板电容器,虚线到两极板距离相等,极板长21100.8-⨯=l m ,两极板的间距2100.1-⨯=d m 。

S 为屏,与极板垂直,到极板的距离16.02=l m 。

P 为一圆盘,由两个透光率不同的半圆形a 、b 构成,它可绕A A '轴转。

当细光束通过半圆形a 、b 照射光敏电阻R 2时,R 2的阻值分别为1000Ω、2500Ω。

有一细电子束沿图中虚线以速度60100.8⨯=v m/s 连续不断地射入电容器C 。

已知电子电量19106.1-⨯=e C ,电子质量m=31109-⨯kg 。

忽略细光束的宽度、电容器的充电放电时间及电子所受的重力。

假设照在R 2上的光强发生变化时R 2阻值立即有相应的改变。

(1)设圆盘不转动,细光束通过b 照射到R 2上,求电子到达屏S 上时,它离O 点的距离y ;(计算结果保留二位有效数字)(2)设转盘按图甲中箭头方向匀速转动,每2秒转一圈,取光束照在a 、b 分界处时0=t ,试在图乙给出的坐标纸上,画出电子到达屏S 上时,它离O 点的距离y 随时间t 的变化图线(0~4s 间)。

要求在y 轴上标出图线最高点与最低点的值。

(不要求写出计算过程,只按画出的图线评分)例4、(2010·安徽卷)如图1所示,宽度为d的竖直狭长区域内(边界为L1、L2),存在垂直纸面向里的匀强磁场和竖直方向上的周期性变化的电场(如图2所示),电场强度的大小为E0,E>0表示电场方向竖直向上。

t=0时,一带正电、质量为m的微粒从左边界上的N1点以水平速度v射入该区域,沿直线运动到Q点后,做一次完整的圆周运动,再沿直线运动到右边界上的N2点。

Q为线段N1N2的中点,重力加速度为g。

上述d、E0、m、v、g 为已知量。

(1)求微粒所带电荷量q 和磁感应强度B 的大小; (2)求电场变化的周期T ;(3)改变宽度d ,使微粒仍能按上述运动过程通过相应宽度的区域,求T 的最小值。

【答案】(1)02E v(2)2d v v g π+ (3)(21)2vg π+【解析】(1)微粒做直线运动,则 0mg qE qvB += ① 微粒做圆周运动,则0mg qE = ② 联立①②得:0mgq E =③ 02E B v=④ (2)设微粒从N 1运动到Q 的时间为t 1,作圆周运动的周期为t 2,则12dvt = ⑤ 2v qvB m R= ⑥22R vt π= ⑦ 联立③④⑤⑥⑦得:12;2d v t t v gπ== ⑧ 电场变化的周期 122d vT t t v gπ=+=+ ⑨ (3)若微粒能完成题述的运动过程,要求 2d R ≥ ⑩E -EN 12图1图2联立③④⑥得:22v R g= ○11 设N 1Q 段直线运动的最短时间t 1min ,由⑤⑩○11得 1min 2vt g=因t 2不变,T 的最小值 m i n 1m i n 2(21)2v T t t gπ+=+=练习题1、(2010·重庆卷)某电容式话筒的原理示意图如题18图所示, E 为电源,R 为电阻,薄片P 和Q 为两金属极板,对着话筒说话时,P 振动而Q 可视为不动,在P 、 Q 间距离增大过程中, A .P 、Q 构成的电容器的电容增大(D ) B P 上电荷量保持不变 C M 点的电势比N 点的低 D M 点的电势比N 点的高2、(2010·上海物理)三个点电荷电场的电场线分布如图所示,图中a 、b 两点处的场强大小分别为E a 、E b ,电势分别为ϕa 、ϕb ,则( C )(A )E a >E b ,ϕa >ϕb (B )E a <E b ,ϕa <ϕb (C )E a >E b ,ϕa <ϕb (D )E a <E b ,ϕa >ϕb3.如图所示,两平行金属板竖直放置,左极板接地,中间有小孔.右极板电势随时间变化的规律如图所示.电子原来静止在左极板小孔处.(不计重力作用)下列说法中正确的是( AC )A.从t=0时刻释放电子,电子将始终向右运动,直 到打到右极板上B.从t=0时刻释放电子,电子可能在两极板间振动C.从t=T /4时刻释放电子,电子可能在两极板间振动,也可能打到右极板上D.从t=3T /8时刻释放电子,电子必将从左极板上的小孔中穿出4.如图所示,粗糙程度均匀的绝缘斜面下方O 点处有一正点电荷,带负电的小物体以初速度V 1从M 点沿斜面上滑,到达N 点时速度为零,然后下滑回到M 点,此时速度为V 2(V 2<V 1)。

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