压轴题08 力电综合问题-2023年高考物理压轴题专项训练（新高考专用）

压轴题08 力电综合问题 目录 一，考向分析 1 二．题型及要领归纳 1 热点题型一 借助电场及约束轨道考查分析带电体运动的问题 1 热点题型二 结合电磁场场考查带电粒子的碰撞问题 5 热点题型三 结合叠加场考查带电体的运动问题 11 热点题型四 带电质点在电场中的折返与碰撞问题 15 热点题型五 综合应用力学规律解决电磁感应中导体棒的运动问题 19 三．压轴题速练 22 一，考向分析 专题复习解读 解决问题 本专题主要培养学生应用动量定理、动量守恒定律、动能定理、机械能守恒定律和能量守恒定律分析与解决电学综合问题。 高考重点 动量定理和动量守恒定律在电学中的理解及应用；应用动量和能量观点解决电场和磁场问题；电磁感应中的动量和能量问题。 题型难度 本专题针对综合性计算题的考查，一般过程复杂，要综合利用电学知识、动量和能量观点分析问题，综合性较强，难度较大。 二．题型及要领归纳 热点题型一 借助电场及约束轨道考查分析带电体运动的问题 【例1】（2023秋·福建泉州·高三福建省安溪第一中学校联考期中）如图所示，在方向水平向左、范围足够大的匀强电场中，固定一光滑绝缘的圆弧轨道，轨道圆心为O，竖直半径，B点和地面上A点的连线与地面成角，。一质量为m、电荷量为q的小球（可视为质点）从地面上A点以某一初速度沿方向做直线运动，恰好无碰撞地从B点沿切线方向进入轨道内，到达轨道某处C（图中未标出）时恰好与轨道间无作用力并沿轨道从D点射出．已知重力加速度大小为g，，。求： （1）匀强电场的场强大小E； （2）小球到达C处的速度大小和到达D处时的速度大小； （3）若小球从轨道D处飞出时电场反向（大小不变），求小球从轨道D处飞出后向左运动距离D处的最大水平距离。 【例2】（2023秋·广东汕头·高二统考期末）如图所示，平面直角坐标系xOy在竖直平面内，第三象限内有水平向左的匀强电场，第四象限内y轴与虚线之间有竖直向下的匀强电场，两电场的电场强度大小均为E，处有一竖直固定的荧光屏。现在第三象限内固定一个半径为R的四分之一光滑圆弧轨道AB，圆弧圆心在坐标原点O，A端点在x轴上，B端点在y轴上。一个带正电小球从A点上方高2R处的P点由静止释放，小球从A点进入圆弧轨道运动，从B点离开时速度的大小为，重力加速度为g，求： （1）小球的电荷量； （2）小球离开第四象限电场时的位置坐标。 （3）小球最终打在荧光屏上的位置距x轴的距离。 热点题型二 结合电磁场场考查带电粒子的碰撞问题 【例1】．（2023春·浙江·高二校联考阶段练习）如图所示，足够长的绝缘水平面上在相距的空间内存在水平向左的匀强电场E。质量的绝缘不带电滑块P，从离水平面高处由静止释放。滑块P沿光滑曲面下滑后，进入长的水平面，运动到B点处以速度与质量、带电量的滑块Q发生弹性碰撞。碰后滑块Q以一定的速度沿水平面向右进入电场区域，滑块与水平面间的动摩擦因数，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，两滑块均可视为质点。求： （1）碰撞前瞬间滑块P的速度，碰撞后瞬间滑块Q的速度； （2）当时，滑块在水平面上滑行的总距离s； （3）如果滑块Q不能离开电场区域，电场强度E的取值范围多大； 【例2】（2023春·河南·高三校联考开学考试）如图所示，在光滑绝缘的水平面（足够大）上，宽度为3L的AB区域内存在方向水平向右的匀强电场，质量为2m的不带电金属小球乙静止在AB区域内到A点距离为L的位置；质量为m、电荷量为q的带正电金属小球甲以大小为的速度从A点进入AB区域，然后以大小为的速度与乙发生碰撞，碰撞时间极短且无电荷量损失，碰撞后甲的动能变为碰撞前瞬间的，电荷量变为碰撞前瞬间的。不计两小球间的静电力。 （1）求电场的电场强度大小； （2）求碰撞后瞬间乙可能的速度大小； （3）通过计算分析，两球是否可能再次发生碰撞。 【例3】（2023秋·江苏南通·高三统考期末）如图所示，在竖直平面一、四象限内有匀强磁场和竖直向上的匀强电场，电场强度为E，第三象限竖直向上的匀强电场，电场强度为，为固定的竖直弹性绝缘挡板、一带正电小球甲，从坐标原点O沿与x轴正方向夹角以速度射出，小球恰能做圆周运动；另一质量和电荷量都是甲球两倍带正电的小球乙，从x轴上M点沿x轴正方向以速度射出，两球在第一次到达y轴时恰好发生正碰，碰后两球连为一体，且碰撞时总电荷量不变。球可视为质点，与挡板弹性碰撞时水平速度大小不变，方向相反，挡板长为，重力加速度取g。求： （1）乙球抛出后的加速度a； （2）甲乙两球释放的时间差； （3）甲乙两球碰撞后经过y轴的位置。 热点题型三 结合叠加场考查带电体的运动问题 【例1】（2023·江西·统考二模）如图，竖直平面内存在方向水平的匀强电场，电场区域间距为H，在该区域下边界的O点将质量为m、电荷量为q的小球