2024届高考物理一轮复习课件：静电场-带电微粒运动

高中物理解题模型 高中物理 一轮复习 静电场（9/9） 1 电荷守恒定律 2 库仑定律 3 电场强度 高中物理 一轮复习 4 静电防止与应用 5 电场能的性质 6 电场线与等势面 静电场（9/9） 7 静电场图像 8 电容器 9 带电体运动 静电场 — 带电微粒运动 相关知识： 1. 直线运动： 2. 类平抛运动： U d -q,m θ 方法二： Ⅰ.电场力与重力共线： U d -q,m θ G F电 F电 G 方法一： t o vy t1+t2 t1 vm 方法三： -q,m A B C E LAB LBC v0 v0 LAB=2LBC 相关知识： 方法一： 2. 类平抛运动： Ⅱ.电场力与重力不共线： 方法二： 53° v0=10m/s E A B C v x y qE=4mg/3 qE mg 53° 53° 静电场 — 带电微粒运动 相关知识： 3.圆周运动（细线轨道模型）： θ E v0 +q,m 不计阻力 r qE=4mg/3 方法一： 方法二： E θ qE mg 53° 复合场问题的两种解法： 1.重力场及电场单独考虑，在运动学中根据独立性求解；在功能关系中每个场力做功的代数和； 2.重力场与电场先合成，把以前学习的抛体运动及圆周运动知识迁移过来，注意合场强的变动； 静电场 — 带电微粒运动 总结： 1. 物体做直线运动的条件是合力与运动方向共线，注意矢量分析法在本题中的运用； 2. 功能关系是本题的难点，运用动能定理时注意过程的选择。 【 例题1 】（1）如图所示，在竖直平面内有一匀强电场，一带电量为＋q、质量为m的小球在力 F的作用下，沿图中虚线由M至N做竖直向上的匀速运动。已知力F和MN之间的夹角为45°，MN 之间的距离为d，重力加速度为g。则下列说法正确的是（ ） A.电场的方向可能水平向左 B.电场强度E的最小值为 C.当qE＝mg时，小球从M运动到N时电势能变化量为零 D.F所做的功一定为 45° F M N G F F电 BC （2）如图所示，质量为m，带电量为+q的微粒在O点以初速度v0与水平方向成θ角射出，运动中受阻力大小恒为f； ①如果在某方向加上一定大小的匀强电场后，能保证微粒仍沿v0方向做直线运动，试求所加匀强电场的最小值？ ②若加上大小一定，方向水平向左的匀强电场，仍能保证微粒沿v0方向做直线运动，并经过一段时间后又返回O点，求微粒回到O点时的速率？ v0 θ ① ② f G F电 f G F电 静电场 — 带电微粒运动 【 例题2 】如图所示，在竖直面内有一等腰三角形区域ABC，水平边BC=6L，斜边AC=5L，AD为底边上中线。将一质量为m的小球以一定初动能自A点水平向右抛出，小球恰好经过C点。使此小球带电，电荷量为q（q＞0），同时在三角形所在平面加一区域足够大的匀强电场。在竖直面内，从A点以同样初动能沿某些特定方向抛出此带电 小球，刚好经过D点小球动能和初动能相等，经过B点小球动能为初动能的5倍，重力加速度为g。 求： ①小球的初动能；②所加电场的电场强度；③若小球以同样的初动能从A点抛出后，小球 可以再次回到A点，求该小球从A点抛出的方向及从抛出到再回A点的过程中运动的时间。 总结： 1. 本题的核心考点是抛体运动与功能关系相结合，正确选择过程列动能定理是本题的关键； 2. 已知三点电势找等势面的方法是在最高点和最低点之间按照比例分配选择某点与中间值电势点连线构成等势面。 A B C D 6L 5L 5L m，q Ek0 5Ek0 ① ② 设A点电势为零； 在AD上取点F，且AF=7L/4； ③ E F θ G F 静电场 — 带电微粒运动 【 例题3 】如图所示，ABCD是竖直平面内足够长绝缘轨道，AB水平，CD竖直，轨道BC段是绝缘光滑的四分之一圆弧形轨道，圆弧的圆心为O，半径R=0.50m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度的大小E=4.0x104N/C，现有质量m=0.30kg、电荷量q=-1.0x10-4C的带电体（可视为质点），从A点由 静止开始运动，已知sAB=1.0m，带电体与轨道AB、CD间动摩擦因数均为0.75， 若带电体与轨道之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力相等。 求： ①带电体运动到圆弧轨道C点时对轨道的压力大小；②带电体在圆弧轨道何 处速度最大，此时对轨道的压力大小；③带电体最终停在何处； 总结： 1. 复合场中的圆周运动可以求每个场力做功代数和，也可计算合场强做功； 2. 圆周运动求解弹力注意抓住法线方向的作用力。 O A B C D E R=0.50m E=4.0x104N/C m=0.30kg q=-1.0x10-4C sAB=1.0m μAB=μCD=0.75 qE mg θ