高考物理大一轮复习微专题09用动力学能量和动量的观点分析带电体在电场中的运动学案新人教版-3186

微专题09用动力学、能量和动量的看法分析带电体在电场中的运动力学中的v-t图象在电场中的应用由的带电粒子运动的v-t图象分析电场性质，此类题常用方法：(1)由v-t图象的斜率变化分析带电粒子的加速度a的大小变化；(2)依据牛顿第二定律＝FEq＝，判断场强E的大小变化；mm(3)依据图象分析带电粒子做加速运动还是减速运动||，从而分析场强的方向；(4)由场强的大小和方向分析电场的其余性质||，如电场线、等势面、电势、电势能的变化等．(2021)(多项选择)如图甲所示||，在x轴上有两个固定的点电荷1、Q，此中Q1带正电处于原点O.现有一个正点电荷q以必定的初速度沿x轴正方向运动(只受电场力作用，其v-t图象如图乙所示||，q经过b两点时速度分别为va、v.那么以下判断正确的是( )甲乙A．Q2带负电且电荷量小于Q1B．b点的场强比a点的场强盛C．a点的电势比b点的电势高D．q在a点的电势能小于在b点的电势能分析：选AD依据v-t图象的斜率表示加速度||，可知正点电荷q在b点的加速度为零，电荷在b点左边做减速运动||，在b点右边做加速运动||，那么在b点遇到两点电荷的电场Q力均衡||，可知Q2带负电||，依据点电荷场强公式E＝k2得知Q2带电荷量小于Q1，故A正r确；正点电荷q在b点的加速度为零||，受力为零，故b的场强为零||，而a点的场强不为零，因此b点的场强比a点的场强小，故B错误；该点电荷从a点到b点，做减速运动，电场力做负功||，电势能增大||，又因为该电荷为正电荷||，因此电势高升，那么b点电势比a点电势高||，故C错误；由C分析得，点电荷在a点的电势能小于在b点的电势能||，故D正确．场强E(电势)与位移x的图象应用在匀强电场中||，静电力做的功可由＝qEx求得．在非匀强电场中，依据微元思想有第1页共4页＝x||，同时W也可由＝qqEx＝||，即E，此式可理解为在E-x图象中图线与x轴所围面积等于相距为x的两点间的电势差．在-x图象中||，图象上各点处切线斜率的大小表示该点电场强度沿x轴方向重量的大小．(2021)(多项选择)真空中相距为的两个点电荷M、，分别固定于x轴上x＝0和2＝的两点上||x变化关系以以下图||判断中正确的选项是( )A．点电荷M、N必定为异种电荷B．点电荷M、N必定为同种电荷C．点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为4∶1D．＝2a处的电势必定为零分析：选BC由它们连线上各点场强随x变化关系可知||，点电荷M、N必定为同种正电荷||，选项A错误，B正确．由点电荷电场强度公式和电场叠加原理可得点电荷M、N所带电荷量的绝对值之比为4∶1||，选项C正确．因为电势是相对量，＝2a处的电势随零电势点的确定变化，选项D错误．电势能Ep与位移x关系的综合应用此类问题借助v-x或E-x关系图象||，在给出电势能Ep或速度v在x轴上分布状况的基础长进行设计．解决这种问题的方法主要有两种：一是将图象复原为熟习的情境模型；二是直接从v-x和Ep-x图象的面积、斜率的意义下手．对于静电力做功||，从力的角度看有＝F，从能的角度看有＝－ΔEp||，比较两式有Fx＝－ΔE||F＝－Epx-x关系图象切线的斜率反响静电力的大小||了由电场强度E的大小．(2021)(多项选择)一带负电的粒子只在电场力作用下沿x轴正向运动电势能Ep随位移x变化的关系以以下图，此中0～x2段是对称的曲线，2～x3段是直线||，那么以下说法正确的选项是( )A．1处电场强度最大B．x～3段是匀强电场C．x、2、3处电势、φ2、φ3的关系为1＞φ＞φ3D．粒子在～x2段做匀变速运动，在x～x3段做匀速直线运动分析：选BC因为图象的斜率可以反响电场强度大小||，因此在1处电场强度最小，A错误；2～3段为直线||，斜率恒定||，因此该段为匀强电场||，B正确；粒子带负电，0～第2页共4页x1阶段||，电场力做正功，即逆着电场线方向到达x1处||，以后电场力做负功，顺着电场线从1挨次到达2、3||，而沿电场线方向电势降低||，故有1＞φ2＞φ||，C正确；图象的斜率可以反响电场强度大小||，因此粒子在0～x2段做变加速直线运动||，在2～3段做匀加速直线运动||，D错误．用能量和动量看法分析力电综合问题带电粒子在电场中的运动是一个综合电场力、电势能的力学问题||，其研究方法与质点动力学相同，相同依据运动的合成与分解、牛顿运动定律、动能定理、动量守恒定律等规律．办理问题的重点是注意区分不一样的物理过程，弄清在不一样的物理过程中物体的受力情况及运动性质(均衡、加速或减速在解决问题时||，主要可以从三条线索睁开：其一||，力和运动的关系．依据带电粒子受力状况||，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确立带电粒子的速度、位移等这条线索平时适用于在恒力作用下做匀变速运动的状况．其二||，功和能的关系．依据电场力对带电粒子做功，引起带电粒子的能量发生变化||，利用动能定理研究全过程中能的转变||，研究带电粒子的速度变化、位移等．这条线索不仅适用于匀强电场，也适用于非匀强电场．其三||，动量关系，当遇到带电体在电场中的碰撞问题时，常常要用动量守恒定律分析．以以下图||，两个形状、大小相同的金属小球、B(均可视为质点，A球质量为1.5kg||，B球质量为0.5kg||，开始A球不带电||，静止在高h＝0.88m的圆滑绝缘平台上，B球带0.3C的正电||，用长＝1m的绝缘细线悬挂在平台上方，悬点O与平台的高度也为L||，整个装置放在竖直向下的匀强电场中||，场大小E＝10N/C．现将细线拉开角度α＝60，由静止开释B球||，B球摆至最低点与A球发生对心碰撞||，碰撞时无机械能损失，且碰撞后两球电量相等，不计空气阻力及A、B球间的静电力作用||，取＝102，求：(1)B球摆至最低点时的速率及细线对小球的拉力；(2)A球从走开平台至着地的过程中水平位移的大小．分析：(1)对B球：从静止开释至摆到最低点过程中，依据动能定理||，有1BgL(1－cos)＋qEL(1－cos)＝22代入数据，解得B球在最低点的速率第3页共4页＝4m/s2v

由T－(qE＋＝m

L得T＝16N(2)B球与A球碰撞过程中，两球所构成的系统动量守恒||，碰撞时无机械能损失有B＝B1＋mv①1＝Bv11221＋vv②2m联立①、②，解得B球速率v＝2m/sA球速度为v＝2m/s依题意||，碰后A球带电量qA＝0.15CA球走