第07章 静电场-2019版一轮优化探究物理（教科版）

[满分规范练] [案例剖析] 微专题七|带电粒子在电场中运动问题的规范解答 第七章 静电场 目 录 ONTENTS [案例剖析] 首页 上页 下页 尾页 案例剖析 满分规范练 [典例]　(20分)如图所示，A、B为两块平行金属板，A板带正电、B板带负电．两板之间存在着匀强电场，两板间距为d、电势差为U，在B板上开有两个间距为L的小孔．C、D为两块同心半圆形金属板，圆心都在贴近B板的O′处，C带正电、D带负电．两板间的距离很近，两板末端的中心线正对着B板上的小孔，两板间的电场强度可认为大小处处相等，方向都指向O′.半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计．现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为m、电荷量为q的带正电微粒(微粒的重力不计)，求： 首页 上页 下页 尾页 案例剖析 满分规范练 (1)微粒穿过B板小孔时的速度多大？ (2)为了使微粒能在C、D板间运动而不碰板，C、D板间的电场强度大小应满足什么条件？ (3)从释放微粒开始，经过多长时间微粒会通过半圆形金属板间的最低点P? 首页 上页 下页 尾页 案例剖析 满分规范练 [信息解读] 首页 上页 下页 尾页 案例剖析 满分规范练 [规范解答] (1)设微粒穿过B板小孔时的速度为v，根据动能定理得 qU＝eq \f(1,2)mv2①(3分) 解得v＝ eq \r(\f(2qU,m))(2分) (2)微粒进入半圆形金属板后，电场力提供向心力，由牛顿第二定律得qE＝meq \f(v2,R)＝meq \f(2v2,L)②(3分) 联立①②解得E＝eq \f(4U,L)(2分) 首页 上页 下页 尾页 案例剖析 满分规范练 (3)微粒从释放开始经t1射出B板的小孔，则 d＝eq \f(1,2)vt1③(2分) 解得t1＝2d eq \r(\f(m,2qU))(1分) 设微粒在半圆形金属板间运动经过t2第一次到达最低点P点，则t2＝eq \f(1,4)·eq \f(2πR,v)＝eq \f(πL,4v)＝eq \f(πL,4) eq \r(\f(m,2qU))④(2分) 从释放微粒开始到微粒第一次到达P点经过的时间： t1＋t2＝(2d＋eq \f(πL,4)) eq \r(\f(m,2qU))⑤(2分) 首页 上页 下页 尾页 案例剖析 满分规范练 根据运动的对称性可知，再经过2(t1＋t2)时间微粒再一次经过P点，所以微粒经过P点的时间： t＝(2k＋1)(2d＋eq \f(πL,4)) eq \r(\f(m,2qU))(k＝0,1,2，…)⑥(3分) [答案]　见解析 首页 上页 下页 尾页 案例剖析 满分规范练 [评分细则] 第(1)问： (1)只列出①式，没有计算出结果，只得3分． (2)不列①式，而列出的是qeq \f(U,d)＝ma和v2＝2ad也可得3分，计算结果正确再得2分． 第(2)问： (1)不列②式，而列出的是qE＝meq \f(v2,R)和L＝2R也可得3分． (2)如果只列qE＝meq \f(v2,R)，没有列出L与R的关系式，计算结果正确，扣1分，如果计算结果错误，只得2分． 首页 上页 下页 尾页 案例剖析 满分规范练 第(3)问： (1)只列出③式，没有计算出结果，但最终结果正确，不扣分，计算结果错误，只得2分． (2)没有列出④式，而列出的是T＝eq \f(2πR,v)和t2＝eq \f(1,4)T，最终结果正确，不扣分，计算结果错误，只得1分． (3)没有考虑到运动的周期性，但说明了再经过2(t1＋t2)时间微粒再一次经过P点，且结果正确，可得1分． [满分规范练] 首页 上页 下页 尾页 案例剖析 满分规范练 1.(15分)(2018·湖南长沙四县模拟)如图所示，互相绝缘且紧靠在一起的A、B物体，静止在水平地面上，A的质量为m＝0.04 kg，带电荷量为q＝＋5.0×10－5 C，B的质量为M＝0.06 kg，不带电．两物体与水平面间的动摩擦因数均为μ＝0.4，t＝0时刻开始，空间存在水平向右的匀强电场，电场强度为E＝1.6×104 N/C.设运动过程中小物块所带的电荷量没有变化． (1)求A、B的加速度及其相互作用力的大小； (2)若t＝2 s后电场反向，且场强减为原来的一半，求物体B停下时两物体间的距离． 首页 上页 下页 尾页 案例剖析 满分规范练 解析：(1)对整体分析，加速度大小 a＝eq \f(qE－μM＋mg,M＋m)＝4 m/s2(2分) 隔离B分析，根据牛顿第二定律有F－μMg＝Ma(2分) 解得F＝μMg＋Ma＝0.48 N(2分) (2)t＝2 s时，A、B的速度大小 v＝2×4 m/s＝8 m/s(1分) t＝2 s后电场反向，且场强减为原来的一半 此时A做匀减速运动的加速度大小 首页 上页