《2019高考物理 快速提分法 模型十六 圖象問(wèn)題學(xué)案（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2019高考物理 快速提分法 模型十六 圖象問(wèn)題學(xué)案（含解析）（14頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、圖象問(wèn)題 圖象可以形象地揭示物理規(guī)律及物理量之間的關(guān)系，處理圖象問(wèn)題的關(guān)鍵是搞清圖象的物理意義，特別要明確圖象的斜率、截距、面積等的物理意義。而要搞清圖象的物理意義就必須把圖象和其對(duì)應(yīng)的表達(dá)式結(jié)合起來(lái)，即把數(shù)學(xué)中的函數(shù)圖象的知識(shí)與物理規(guī)律、公式結(jié)合起來(lái)分析。 一、對(duì)圖象的認(rèn)識(shí) 教材的各個(gè)章節(jié)幾乎都涉及到物理圖象問(wèn)題．要實(shí)現(xiàn)圖象的“四會(huì)（會(huì)看、會(huì)用、會(huì)換、會(huì)畫）”能力要求，必須注意圖象的以下內(nèi)容： ⑴在明確圖象的數(shù)學(xué)意義的基礎(chǔ)上聯(lián)系物理規(guī)律，明確圖象的物理意義，即摘清一個(gè)物理量是怎樣隨另一個(gè)物理量的變化而變化的． ⑵識(shí)別橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)所代表的物理意義，明確物理圖象中的點(diǎn)、線(直、曲

2、)、截距、峰值、斜率、面積等的物理意義． ⑶對(duì)矢量和某些有正負(fù)之分的標(biāo)量，要注意其正負(fù)值的含義及在圖象中的表示方法． 二、處理圖象問(wèn)題的思路 ⑴會(huì)看：看圖時(shí)要能夠看出函數(shù)圖象所表達(dá)的物理意義，看出圖象中點(diǎn)、線、面及截距、斜率等的物理意義，并由此切入解題。 ⑵會(huì)用：利用圖象法解題不僅思路清晰，而且過(guò)程簡(jiǎn)單，方法巧妙．利用圖象法解題的關(guān)鍵在于建立物理問(wèn)題與物理圖象間的聯(lián)系，再根據(jù)有關(guān)物理規(guī)律求解． ⑶會(huì)換：同——物理過(guò)程在不同的物理圖象中的表現(xiàn)形式不同，但不同的物理圖象之間存在聯(lián)系．根據(jù)解題的需要，會(huì)將同一物理過(guò)程的變化規(guī)律用不同的圖象表達(dá)出來(lái)．轉(zhuǎn)換圖象的關(guān)鍵是根據(jù)物理規(guī)律，明確圖象間的

3、相互聯(lián)系． ⑷根據(jù)題給條件正確畫出物理函數(shù)圖象，或?qū)⑽锢磉^(guò)程的變化規(guī)律用圖象表示出來(lái)．首先必須分析題給條件或物理過(guò)程所表達(dá)的物理意義，再由此構(gòu)建與物理圖象的聯(lián)系． 經(jīng)典例題甲、乙兩輛汽車同時(shí)通過(guò)公路上的同一地點(diǎn)，向同一方向運(yùn)動(dòng)，它們的瞬時(shí)速度依次為v1、v2。從該時(shí)刻起計(jì)時(shí)，甲、乙兩輛汽車的速度圖象如圖所示。則下列說(shuō)法中正確的是（） v t v1 v2 t2 t1 O 甲 乙 A．在t1時(shí)刻甲、乙兩輛汽車再次相遇 B．在t1時(shí)刻以后，乙車將在甲車前面 C．在t2時(shí)刻以前，甲、乙兩車間的距離始終在減小 D．在t2時(shí)刻以前，甲車始終在乙車前面 分析與解答：t

4、1時(shí)刻兩車速度相等，但甲仍在乙前面；從圖線下的面積可知，在 t2前，甲始終在乙前面；在0~t1時(shí)間內(nèi)甲速度大，兩車間距增大，t1~ t2時(shí)間內(nèi)乙速度大，兩車間距小。答案為D 小錦囊 圖象分速度圖象和位移圖象，位移圖線的斜率為速度，速度圖線的斜率為加速度，速度圖線與時(shí)間軸所圍的“面積”值，等于該段時(shí)間內(nèi)的位移大小。 變式1 一個(gè)固定在水平面上的光滑物塊，其左側(cè)面是斜面AB，右側(cè)面是曲面AC，如圖所示。已知AB和AC的長(zhǎng)度相同。兩個(gè)小球p、q同時(shí)從A點(diǎn)分別沿AB和AC由靜止開始下滑，比較它們到達(dá)水平面所用的時(shí)間（） A.p小球先到B.q小球先到 C.兩小球同時(shí)到

5、D.無(wú)法確定 p q A B C q Vv t o p q Vv tqtp 分析與解答：可以利用V-t圖象(這里的V是速率，曲線下的面積表示路程s)定性地進(jìn)行比較。在同一個(gè)V-t圖象中做出p、q的速率圖線，如圖6所示。顯然開始時(shí)q的加速度較大，斜率較大；由于機(jī)械能守恒，末速率相同，即曲線末端在同一水平圖線上。為使路程相同（曲線和橫軸所圍的面積相同），顯然q用的時(shí)間較少。答案為B 變式2 一物體做加速直線運(yùn)動(dòng)，依次通過(guò)A、B、C三點(diǎn)，AB=BC。物體在AB段加速度為a1，在BC段加速度為a2，且物體在B點(diǎn)的速度為，則 小錦囊 本題是根據(jù)圖象進(jìn)行

6、定性分析而直接作出解答的。分析時(shí)要熟悉圖線下的面積、斜率所表示的物理意義。 A．a(chǎn)1> a2 B．a(chǎn)1= a2 C．a(chǎn)1< a2 D．不能確定 分析與解答：依題意作出物體的v-t圖象，如圖所 示。圖線下方所圍成的面積表示物體的位移，由 幾何知識(shí)知圖線②、③不滿足AB=BC。只能是①這種情況。因?yàn)樾甭时硎炯铀俣龋詀1

7、于CD，則（） A.F1的沖量大于F2的沖量 B.F1的沖量等于F2的沖量 C.兩物體受到的摩擦力大小相等 D.兩物體受到的摩擦力大小不等 分析與解答：物體在加速階段水平方向受到推力F和摩擦力f的作用，在減速階段水平方向只受摩擦力作用。由題意得，減速階段v-t圖線平行，所以兩物體的加速度相等。由f=ma，且m相等，所以摩擦力相等 對(duì)兩物體的整體運(yùn)動(dòng)過(guò)程由動(dòng)量定理： Ft-ft=0 而且摩擦力相等，t2大于t1。答案為AC 變式1 把一重為 G的物體，用一個(gè)水平的推力F＝kt（k為恒量，t為時(shí)間）壓在豎直的足夠高的平整的墻上（如圖）．從t＝0開始物體所受的摩擦力Ff隨t的變化關(guān)

8、系是下圖中的哪一個(gè)（） 分析與解答：選物體為研究對(duì)象，物體在豎直方向上只受重力G和摩擦力Ff的作用．由于F從零開始均勻增大，所以物體整個(gè)過(guò)程的大體運(yùn)動(dòng)情況應(yīng)該是：先加速下滑，再減速下滑、最后靜止不動(dòng)。在解題過(guò)程中，要掌握“先粗后細(xì)”的原則。開始一段時(shí)間Ff＜G，物體加速下滑；當(dāng)Ff＝G時(shí)，物體速度達(dá)到最大值，之后Ff＞G，物體向下做減速運(yùn)動(dòng)，直至速度減為零．在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，其大小為：Ff＝μFN＝μF＝μkt，即Ff與 t成正比，是過(guò)原點(diǎn)的直線；當(dāng)物體速度減為零之后，滑動(dòng)摩擦變?yōu)殪o摩擦，其大小由平衡條件可知Ff＝G。所以物體靜止后的圖線為平行于t軸的線段。答案為B

9、 變式2 汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P．快進(jìn)入鬧市區(qū)時(shí)，司機(jī)減小了油門，使汽車的功率立即減小一半并保持該功率繼續(xù)行駛．下面四個(gè)圖象中，哪個(gè)圖象正確表示了從司機(jī)減小油門開始，汽車的速度與時(shí)間的關(guān)系（） 分析與解答：開始勻速，說(shuō)明牽引力和阻力大小相等；當(dāng)功率減小則，速度和牽引力都要減小，故汽車做加速度減小的變減速運(yùn)動(dòng)，由初始和最終時(shí)的功率關(guān)系得最終速度為初始時(shí)一半．答案為C 變式3 如圖所示，質(zhì)量分別為＝1kg和＝2kg的A、B兩物塊并排放在光滑水平面上，若對(duì)A、B分別施加大小隨時(shí)間變化的水平外力和，若＝（9-2t）N，＝（3＋2t）N，則： （1）經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間兩物塊

10、開始分離? （2）在同一坐標(biāo)中畫出兩物塊的加速度和隨時(shí)間變化的圖像? （3）速度的定義為v＝D/s Dt，“v-t”圖像下的“面積”在數(shù)值上等于位移Ds；加速度的定義為a＝D v/ D t，則“a-t”圖像下的“面積”在數(shù)值上應(yīng)等于什么? （4）由加速度和隨時(shí)間變化圖像可求得A、B兩物塊分離后2s其相對(duì)速度為多大? 分析與解答：（1）當(dāng)兩物體分離瞬間速度相等，A、B間相互作用力為零， ，即：　　　 　　∴?。?.5s　　　　　　 （2）兩物塊的加速度、隨時(shí)間的變化圖像如答圖所示： 　?。?）等于其速度的變化量Dv　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　?。?）等于圖

11、中陰影部分的“面積”大小，即＝6m/s　　　　　　　　　　　 變式4 質(zhì)量為50kg的男孩，在一座高橋上做“蹦極”。彈性繩長(zhǎng)為12m。男孩從橋面下落，達(dá)到最低點(diǎn)D距橋面40m，男孩下落速率跟下落距離S的關(guān)系如圖所示，男孩在C點(diǎn)時(shí)的速度最大?？諝庾枇Σ挥?jì)，重力加速度g取10。求： （1）男孩到達(dá)D點(diǎn)時(shí)，繩的彈性勢(shì)能 （2）繩的勁度系數(shù) 分析與解答：（1）小孩下落至的過(guò)程中小孩和彈性繩的機(jī)械能守恒 （2）男孩達(dá)處速度最大，合力為零，即mg=kx 變式5 一位蹦床運(yùn)動(dòng)員僅在豎起方向上運(yùn)動(dòng)，彈簧床面與運(yùn)動(dòng)員間的彈力隨時(shí)間變化的規(guī)律通過(guò)傳感器用計(jì)算機(jī)繪制出來(lái)，如圖所示。取當(dāng)?shù)氐闹亓?/p>

12、速度g=10m/s2。試結(jié)合圖象，求（1）蹦床運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后的運(yùn)動(dòng)周期；（2）運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量；（3）在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員離開彈簧床上升的最大高度；（4）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員的最大加速度 分析與解答：（1）周期可以求出，由圖象可知T=9.5s－6.7s=2.8 s （2）運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量要以求出，由題中圖象可知運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)前mg=F0=500N ∴m=50 kg （3）由題中可知運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后每次騰空時(shí)間為：△t=8.7－6.7＝2 s ∴H＝＝5 m （4）運(yùn)動(dòng)過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員的最大加速度可以求出，運(yùn)動(dòng)員每次騰空時(shí)加速度a1=g=10m/s2，而陷落最深時(shí)由可知Fm=25

13、00 N 　　此時(shí)牛頓運(yùn)動(dòng)定律Fm－mg＝mam 　　可得最大加速度am＝=40 m/s2 變式6圖所示為一根豎直懸掛的不可伸長(zhǎng)的輕繩，下端拴一小物塊A，上端固定在C點(diǎn)且與一能測(cè)量繩的拉力的測(cè)力傳感器相連.已知有一質(zhì)量為m0的子彈B沿水平方向以速度v0射入A內(nèi)（未穿透），接著兩者一起繞C點(diǎn)在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，在各種阻力都可忽略的條件下測(cè)力傳感器測(cè)得繩的拉力F隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖2所示。已知子彈射入的時(shí)間極短，且圖中t＝0為A、B開始以相同速度運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻，根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中（包括圖）提供的信息，對(duì)反映懸掛系統(tǒng)本身性質(zhì)的物理量（例如A的質(zhì)量）及A、B一起運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的守恒量，你能求得哪些定

14、量的結(jié)果？ 分析與解答：由圖可直接看出，A、B一起做周期性運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的周期T＝2t0 令表示A的質(zhì)量，l表示繩長(zhǎng).表示B陷入A內(nèi)時(shí)即時(shí)A、B的速度（即圓周運(yùn)動(dòng)最低點(diǎn)的速度），表示運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的速度，F(xiàn)1表示運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)繩的拉力，F(xiàn)2表示運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)繩的拉力，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，得 在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)處運(yùn)用牛頓定律可得 根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得 由圖2可知 由以上各式可解得，反映系統(tǒng)性質(zhì)的物理量是 A、B一起運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的守恒量是機(jī)械能E，若以最低點(diǎn)為勢(shì)能的零點(diǎn)，則 解得 V0 M m V0 V O t

15、 V0/2 t1 變式7 如圖所示，質(zhì)量為M的木板靜止在光滑水平面上。一個(gè)質(zhì)量為的小滑塊以初速度V0從木板的左端向右滑上木板。滑塊和木板的水平速度隨時(shí)間變化的圖象如圖17所示.某同學(xué)根據(jù)圖象作出如下一些判斷（） A．滑塊與木板間始終存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)； B．滑塊始終未離開木板； C．滑塊的質(zhì)量大于木板的質(zhì)量； D．在時(shí)刻滑塊從木板上滑出。 分析與解答：從圖中可以看出，滑塊與木板始終沒(méi)有達(dá)到共同速度，所以滑塊與木板間始終存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)；又因木板的加速度較大，所以滑塊的質(zhì)量大于木板的質(zhì)量；因在t1時(shí)刻以后，滑塊和木板都做勻速運(yùn)動(dòng)，所以在時(shí)刻滑塊從木板上滑出。即選項(xiàng)ACD正確。 經(jīng)典例題

16、矩形導(dǎo)線框從某處自由下落h的高度后，進(jìn)入與線圈平面垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，從下邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)到上邊也進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中，線圈內(nèi)的感應(yīng)電流隨時(shí)間變化圖象可能是：（橫軸表示時(shí)間，縱軸表示電流） 分析與解答：分析此題要注意圖線的斜率或切線的斜率表示電流隨時(shí)間的變化率，由I=BLV/R可知：電流隨時(shí)間的變化率和速度隨時(shí)間的變化率即加速度有關(guān) 線圈下邊進(jìn)入磁場(chǎng)后切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流，受到安培力作用。有三種情況：I=BLV/R ⑴重力大于安培力 mg-B2L2V/R=ma ⑵重力小于安培力 B2L2V/R- mg=ma ⑶重力等于安培力 B2L2V/R- mg=0 答案為 ABC 變式1 如圖

17、所示，用電阻絲焊接的邊長(zhǎng)為2L的正方形線框abcd，ab邊電阻為2r，其余三邊電阻均為r。現(xiàn)將線框放在光滑水平面上，在外力作用下線框以垂直于ab邊的速度v在水平面上勻速通過(guò)一寬度為L(zhǎng)的有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)邊界與ab邊平行，磁感強(qiáng)度大小為B，方向垂直紙面向里。 （1）以磁場(chǎng)的左邊界為x軸的原點(diǎn)，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)中定量畫出線框在穿過(guò)該磁場(chǎng)的過(guò)程中，a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)差u隨ab邊的位置x而變化的圖象（a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)電勢(shì)時(shí)u為正）。 （2）求出線框在穿過(guò)該磁場(chǎng)過(guò)程中，外力所做的功。 分析與解答：（1）圖線如圖所示。 （2）線框中有電流時(shí)，電流大小為， 線框受到的安培力大小為， 線框勻

18、速時(shí)，外力與安培力平衡，F(xiàn)外=F安， 故外力做功為。 變式2 在圖甲中，直角坐標(biāo)系0xy的1、3象限內(nèi)有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，第1象限內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為2B，第3象限內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向均垂直于紙面向里.現(xiàn)將半徑為l，圓心角為900的扇形導(dǎo)線框OPQ以角速度ω繞O點(diǎn)在紙面內(nèi)沿逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)線框回路電阻為R. (1)求導(dǎo)線框中感應(yīng)電流最大值. (2)在圖乙中畫出導(dǎo)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖象.(規(guī)定與圖甲中線框的位置相對(duì)應(yīng)的時(shí)刻為t=0) (3)求線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的熱量. 分析與解答： (1)線框從圖甲位置開始(t=0)轉(zhuǎn)過(guò)900的過(guò)程中，產(chǎn)

19、生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為: 由閉合電路歐姆定律得，回路電流為： 聯(lián)立以上各式解得: 同理可求得線框進(jìn)出第3象限的過(guò)程中，回路電流為: 故感應(yīng)電流最大值為: I O t I1 -I1 I2 -I2 (2)I－t圖象為: (3)線框轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生的熱量: 又 解得: 經(jīng)典例題溫度傳感器廣泛應(yīng)用于室內(nèi)空調(diào)、電冰箱和微波爐等家用電器中，它是利用熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化的特性工作的．在圖甲中，電源的電動(dòng)勢(shì)E=9.0V，電源內(nèi)電阻可忽略不計(jì)；G為小量程的電

20、流表，電流表內(nèi)阻Rg保持不變；R為熱敏電阻，其電阻值與溫度的變化關(guān)系如圖乙的R－t圖線所示．閉合開關(guān)S，當(dāng)R的溫度等于20℃時(shí)，電流表示數(shù)I1=2mA，則當(dāng)電流表的示數(shù)I2=3.6mA時(shí)，熱敏電阻R的溫度是多少攝氏度？ 分析與解答：由圖線知　t1=20℃時(shí)，R=4kΩ 據(jù)全電路歐姆定律有　 代入數(shù)據(jù)得　Rg=500Ω 據(jù)全電路歐姆定律有　 代入數(shù)據(jù)得?。?000Ω

21、 由圖線知　　t2=120℃ 變式1 如圖甲所示，一對(duì)平行光滑導(dǎo)軌，放在水平面上，兩導(dǎo)軌間的距離l=0.20m，電阻R=1.0Ω；有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上，與兩軌道垂直，桿及兩軌道的電阻均可忽略不計(jì)，整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直軌道面向下，如圖甲所示?，F(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿，使之做勻加速運(yùn)動(dòng)，側(cè)得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示。求桿的質(zhì)量m和加速度a。 分析與解答：導(dǎo)體桿在軌道上做初速度為零的勻 加速直線運(yùn)動(dòng)，用v表示瞬時(shí)速度，t表示時(shí)間，則桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：E=BLv=Blat 閉合回路中的感應(yīng)

22、電流為 由安培力公式和牛頓第二定律得：F-BIl=ma 得F=ma+ 由乙圖線上取兩點(diǎn)t1=0，F(xiàn)1=1N，t2=10s，F(xiàn)2=2N 聯(lián)立方程得：a=10m/s2，m=0.1kg 變式2在豎直平面內(nèi)有一圓形絕緣軌道，半徑R=1m，處于垂直于軌道平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一質(zhì)量為m=1×10－3kg，帶電量為q = -3×10－2C的小球，可在內(nèi)壁滑動(dòng)．現(xiàn)在最低點(diǎn)處給小球一個(gè)水平初速度v0，使小球在豎直平面內(nèi)逆時(shí)針做圓周運(yùn)動(dòng)，圖甲是小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的速率v隨時(shí)間變化的情況，圖乙是小球所受軌道的彈力F隨時(shí)間變化的情況，已知小球能有兩次到達(dá)圓形軌道的最高點(diǎn).結(jié)合圖象所給數(shù)據(jù)，g取10

23、m/s2．求： （1）磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小． （2）小球從開始運(yùn)動(dòng)至圖甲中速度為2m/s的過(guò)程中，摩擦力對(duì)小球做的功． 分析與解答：（1）從甲圖可知，小球第二次過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，速度大小為2m/s，而由乙圖可知，此時(shí)軌道與球間彈力為零，代入數(shù)據(jù)，得B=0.1T (2)從乙圖可知，小球第一次過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，軌道與球面之間的彈力為F=8.0×10－2N，根據(jù)牛頓第二定律， 代入數(shù)據(jù)，得v0=7m/s. 以上過(guò)程，由于洛侖茲力不做功，由動(dòng)能定理可得: -mg2R+Wf = mv2/2 - mv02/2代入數(shù)據(jù)得:Wf=-2.5×10-3J 變式3 如圖甲所示

24、，在兩平行金屬板的中線OO′某處放置一個(gè)粒子源，粒子源沿OO′方向連續(xù)不斷地放出速度v0=1.0×105m/s的帶正電的粒子.在直線MN的右側(cè)分布范圍足夠大的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.01πT，方向垂直紙面向里，MN與中線OO′垂直.兩平行金屬板的電壓U隨時(shí)間變化的U－t圖線如圖乙所示.已知帶電粒子的荷質(zhì)比，粒子的重力和粒子之間的作用力均可忽略不計(jì)，若t=0.1s時(shí)刻粒子源放出的粒子恰能從平行金屬板邊緣離開電場(chǎng)(設(shè)在每個(gè)粒子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的時(shí)間內(nèi)，可以把板間的電場(chǎng)看作是恒定的).求: (1)在t=0.1s時(shí)刻粒子源放出的粒子離開電場(chǎng)時(shí)的速度大小和方向. (2)從粒子源放出的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

25、的最短時(shí)間和最長(zhǎng)時(shí)間. 分析與解答：(1)設(shè)板間距為d，t=0.1s時(shí)刻釋放的粒子在板間做類平拋運(yùn)動(dòng) 在沿電場(chǎng)方向上 粒子離開電場(chǎng)時(shí)，沿電場(chǎng)方向的分速度 粒子離開電場(chǎng)時(shí)的速度 粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角為θ 得 θ=450 (2)帶電粒在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期 不同時(shí)刻釋放的粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角θ不同，進(jìn)入磁場(chǎng)后在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間不同，θ大的在磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角大，運(yùn)動(dòng)時(shí)間長(zhǎng). t=0時(shí)刻釋放的粒子，在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角為0，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最短: t=0.1s時(shí)刻釋放的粒子，在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)角最大為450，在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間最長(zhǎng): 圖2 O t/s y

26、/10-2m 10 20 123456 a b c A A/ P 細(xì)光束 R2 R1 B v0 l1 l2 O S y C 圖1 變式4 .圖1中B為電源，電動(dòng)勢(shì)E=27V，內(nèi)阻不計(jì).固定電阻R1=500Ω，R2為光敏電阻.C為平行板電容器，虛線到兩極板距離相等，極板長(zhǎng)l1=8.0×10-2m，兩極板的間距d=1.0×10-2m.S為屏，與極板垂直，到極板的距離l2=0.16m.P為一圓盤，由形狀相同、透光率不同的三個(gè)扇形a、b和c構(gòu)成，它可繞AA/軸轉(zhuǎn)動(dòng).當(dāng)細(xì)光束通過(guò)扇形a、b、c照射光敏電阻R2時(shí)，R2的阻值分別為1000Ω、2000Ω、4500

27、Ω.有一細(xì)電子束沿圖中虛線以速度v0=8.0×106m/s連續(xù)不斷地射入C.已知電子電量e=1.6×10-19C，電子質(zhì)量m=9×10-31kg.忽略細(xì)光束的寬度、電容器的充電放電時(shí)間及電子所受的重力.假設(shè)照在R2上的光強(qiáng)發(fā)生變化時(shí)R2阻值立即有相應(yīng)的改變. ⑴設(shè)圓盤不轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)光束通過(guò)b照射到R2上，求電子到達(dá)屏S上時(shí)，它離O點(diǎn)的距離y.（計(jì)算結(jié)果保留二位有效數(shù)字）. ⑵設(shè)轉(zhuǎn)盤按圖1中箭頭方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，每3秒轉(zhuǎn)一圈.取光束照在a、b分界處時(shí)t=0，試在圖2給出的坐標(biāo)紙上，畫出電子到達(dá)屏S上時(shí)，它離O點(diǎn)的距離y隨時(shí)間t的變化圖線（0~6s間）.要求在y軸上標(biāo)出圖線最高點(diǎn)與

28、最低點(diǎn)的值.（不要求寫出計(jì)算過(guò)程，只按畫出的圖線評(píng)分.） 分析與解答：（1）設(shè)電容器C兩析間的電壓為U，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，電子在極板間穿行時(shí)y方向上的加速度大小為a，穿過(guò)C的時(shí)間為t1，穿出時(shí)電子偏轉(zhuǎn)的距離為y1， eE=ma O t/s y/10-2m 10 20 123456 24 12 由以上各式得 代入數(shù)據(jù)得 由此可見，電子可通過(guò)C. 設(shè)電子從C穿出時(shí)，沿y方向的速度為v，穿出后到達(dá)屏S所經(jīng)歷的時(shí)間為t2，在此時(shí)間內(nèi)電子在y方向移動(dòng)的距離為y2， v1=at1 y2=v1t2 由以上有關(guān)各式得 代入數(shù)據(jù)得 y2=1.92×10－2m 由題意 y=y1+y2=2.4×10－2m （2）如圖所示。 處理是圖象問(wèn)題時(shí)必須注意圖象的以下內(nèi)容： ①在明確圖象的數(shù)學(xué)意義的基礎(chǔ)上聯(lián)系物理規(guī)律，明確圖象的物理意義，即弄清一個(gè)物理量是怎樣隨另一個(gè)物理量的變化而變化的． ②識(shí)別橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo)所代表的物理意義，明確物理圖象中的點(diǎn)、線（直、曲）、截距、峰值、斜率、面積等的物理意義． ③對(duì)矢量和某些有正負(fù)之分的標(biāo)量，要注意其正負(fù)值的含義及在圖象中的表示方法． 14