《2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 靜電場(chǎng)本章科學(xué)素養(yǎng)提升學(xué)案》由會(huì)員分享,可在線(xiàn)閱讀,更多相關(guān)《2019年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 靜電場(chǎng)本章科學(xué)素養(yǎng)提升學(xué)案(4頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、
第七章 靜電場(chǎng)
規(guī)范答題要求:必要過(guò)程的敘述、遵循規(guī)律的敘述、假設(shè)物理量的敘述.
經(jīng)典案例
審題流程
例1 如圖1所示,A、B為兩塊平行金屬板,A板帶正電、B板帶負(fù)電.兩板之間存在著勻強(qiáng)電場(chǎng),兩板間距為d、電勢(shì)差為U,在B板上開(kāi)有兩個(gè)間距為L(zhǎng)的小孔.C、D為兩塊同心半圓形金屬板,圓心都在貼近B板的O′處,C帶正電、D帶負(fù)電.兩板間的距離很近,兩板末端的中心線(xiàn)正對(duì)著B(niǎo)板上的小孔,兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度可認(rèn)為大小處處相等,方向都指向O′.半圓形金屬板兩端與B板的間隙可忽略不計(jì).現(xiàn)從正對(duì)B板小孔緊靠A板的O處由靜止釋放一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電微粒(微粒的重力不計(jì)),求:
圖1
2、
(1)微粒穿過(guò)B板小孔時(shí)的速度多大?
(2)為了使微粒能在C、D板間運(yùn)動(dòng)而不碰板,C、D板間的電場(chǎng)強(qiáng)度大小應(yīng)滿(mǎn)足什么條件?
(3)從釋放微粒開(kāi)始,經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間微粒會(huì)通過(guò)半圓形金屬板間的最低點(diǎn)P點(diǎn)?
滿(mǎn)分規(guī)范
評(píng)分細(xì)則·答題規(guī)則
(1)設(shè)微粒穿過(guò)B板小孔時(shí)的速度為v,根據(jù)動(dòng)能定理得
qU=mv2①(3分)
解得:v=(2分)
(2)微粒進(jìn)入半圓形金屬板后,電場(chǎng)力提供向心力,由牛頓第二定律得:qE=m=m②(3分)
聯(lián)立①②解得:E=(2分)
(3)微粒從釋放開(kāi)始經(jīng)t1射入B板的小孔,則:
d=vt1③(2分)
解得:t1=2d(1分)
設(shè)微粒在半圓形金屬板間運(yùn)動(dòng)
3、經(jīng)過(guò)t2第一次到達(dá)最低點(diǎn)P點(diǎn),則:t2=·==④(2分)
從釋放微粒開(kāi)始到微粒第一次到達(dá)P點(diǎn)經(jīng)過(guò)的時(shí)間:
t1+t2=(2d+) ⑤(2分)
根據(jù)運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱(chēng)性可知,再經(jīng)過(guò)2(t1+t2)時(shí)間微粒再一次經(jīng)過(guò)P點(diǎn),所以微粒經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的時(shí)間:
t=(2k+1)(2d+) (k=0、1、2……)⑥(3分)
第一問(wèn):
(1)只列出①式,沒(méi)能計(jì)算出結(jié)果,只得3分.
(2)不列①式,而列出的是q=ma和v2=2ad也可得3分,計(jì)算結(jié)果正確再得2分.
答題規(guī)則:題目中已有物理量符號(hào),一定要用題目中的字母表達(dá)方程,否則計(jì)算結(jié)果容易出現(xiàn)錯(cuò)誤,影響步驟分.
第二問(wèn):
(1)不列②式,而列出的是qE
4、=m和L=2R也可得3分.
(2)如果只列qE=m,沒(méi)有列出L與R的關(guān)系式,計(jì)算結(jié)果正確,扣1分,如果計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤,只得2分.
答題規(guī)則:解題過(guò)程中,必要的幾何關(guān)系即使簡(jiǎn)單也不能少,否則將會(huì)失去步驟分.
第三問(wèn):
(1)只列出③式,沒(méi)有計(jì)算出結(jié)果,但最終結(jié)果正確,不扣分,計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤,只得2分.
(2)沒(méi)有列出④式,而列出的是T=和t2=T,最終結(jié)果正確,不扣分,計(jì)算結(jié)果錯(cuò)誤,只得1分.
(3)沒(méi)有考慮到運(yùn)動(dòng)的周期性,但說(shuō)明了再經(jīng)過(guò)2(t1+t2)時(shí)間微粒再一次經(jīng)過(guò)P點(diǎn),且結(jié)果正確,可得1分.
答題規(guī)則:在時(shí)間比較緊張的情況下,要盡量根據(jù)題設(shè)條件寫(xiě)出必要的方程,力爭(zhēng)多得步驟分.
5、
“等效法”在電場(chǎng)中的應(yīng)用
處理帶電粒子在“等效力場(chǎng)”中的運(yùn)動(dòng),要關(guān)注以下兩點(diǎn):一是對(duì)帶電粒子進(jìn)行受力分析時(shí),注意帶電粒子受到的電場(chǎng)力的方向與運(yùn)動(dòng)方向所成的夾角是銳角還是鈍角,從而決定電場(chǎng)力做功情況;二是注意帶電粒子的初始運(yùn)動(dòng)狀態(tài).
1.等效重力法.將重力與電場(chǎng)力進(jìn)行合成,如圖2所示,則F合為等效重力場(chǎng)中的“重力”,g′=為等效重力場(chǎng)中的“等效重力加速度”,F(xiàn)合的方向等效為“重力”的方向,即在等效重力場(chǎng)中的豎直向下方向.
圖2
2.物理最高點(diǎn)與幾何最高點(diǎn).在“等效力場(chǎng)”做圓周運(yùn)動(dòng)的小球,經(jīng)常遇到小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的臨界速度問(wèn)題.小球能維持圓周運(yùn)動(dòng)的條件是能過(guò)最高點(diǎn),而這
6、里的最高點(diǎn)不一定是幾何最高點(diǎn),而應(yīng)是物理最高點(diǎn).
例2 如圖3所示,在豎直邊界線(xiàn)O1O2左側(cè)空間存在一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度E=100N/C,電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)有一固定的粗糙絕緣斜面AB,其傾角為30°,A點(diǎn)距水平地面的高度為h=4m.BC段為一粗糙絕緣平面,其長(zhǎng)度為L(zhǎng)=m.斜面AB與水平面BC由一段極短的光滑小圓弧連接(圖中未標(biāo)出),豎直邊界線(xiàn)O1O2右側(cè)區(qū)域固定一半徑為R=0.5m的半圓形光滑絕緣軌道,CD為半圓形光滑絕緣軌道的直徑,C、D兩點(diǎn)緊貼豎直邊界線(xiàn)O1O2,位于電場(chǎng)區(qū)域的外部(忽略電場(chǎng)對(duì)O1O2右側(cè)空間的影響).現(xiàn)將一個(gè)質(zhì)量為m=1kg、電荷量為q=0.1C的帶正電的小球(可視為
7、質(zhì)點(diǎn))在A(yíng)點(diǎn)由靜止釋放,且該小球與斜面AB和水平面BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=.求:(g取10m/s2)
圖3
(1)小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大??;
(2)小球到達(dá)D點(diǎn)時(shí)所受軌道的壓力大??;
(3)小球落地點(diǎn)距離C點(diǎn)的水平距離.
答案 (1)2m/s (2)30N (3)m
解析 (1)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,由A點(diǎn)至C點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理可得
(mg+Eq)h-μ(mg+Eq)cos 30°-μ(mg+Eq)L=mv-0,解得vC=2 m/s.
(2)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,在由C點(diǎn)至D點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,
根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得
mv=mv+mg·2R
在最高點(diǎn)以小球?yàn)檠芯繉?duì)象,可得FN+mg=m,
解得FN=30 N,vD=2 m/s.
(3)設(shè)小球做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,根據(jù)牛頓第二定律可得mg+qE=ma,解得a=20 m/s2
假設(shè)小球落在BC段,則應(yīng)用類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律列式可得x=vDt,2R=at2,
解得x= m< m,假設(shè)正確.
4