《新教材2023年高中物理第10章静电场中的能量习题课带电粒子在电场中运动的综合问题课件新人教版必修第三册》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新教材2023年高中物理第10章静电场中的能量习题课带电粒子在电场中运动的综合问题课件新人教版必修第三册（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十章静电场中的能量第十章静电场中的能量习题课带电粒子在电场中运动的综合问题课内互动探究课内互动探究课堂达标检测课堂达标检测课内互动探究课内互动探究探究探究等等效效场场一一般般说说的的是是电电场场和和重重力力场场共共存存的的情情况况，分分析析这这类类问问题题时时可可以以等效看成带电体受一个合场力作用，也可以单独分析。等效看成带电体受一个合场力作用，也可以单独分析。带带电电粒粒子子在在等等效效场场中中运运动动的的问问题题实实质质上上是是力力学学问问题题的的延延续续。从从受受力力角角度度看看带带电电粒粒子子与与一一般般物物体体相相比比多多受受到到一一个个静静电电力力；从从处处理理方方法法上上仍仍旧
2、旧可可利利用用力力学学中中的的规规律律分分析析，例例如如选选用用平平衡衡条条件件、牛牛顿顿运运动动定定律律，动动能能定定理、功能关系，能量守恒定律等理、功能关系，能量守恒定律等。带电体在等效体在等效场中的运中的运动情景导入情景导入典例剖析典例剖析(2022河河北北曹曹妃妃甸甸一一中中高高一一阶阶段段练练习习)如如图图所所示示，空空间间有有一一水水平平匀匀强强电电场场，在在竖竖直直平平面面内内的的初初速速度度为为v0的的带带电电微微粒粒，沿沿图图中中虚虚线线由由A运运动动到到B，其其能能量量变变化化情情况况是是()典题典题1A动能减少，重力势能增加，电势能减少动能减少，重力势能增加，电势能减少B
3、动能减少，重力势能增加，电势能增加动能减少，重力势能增加，电势能增加C动能不变，重力势能增加，电势能减少动能不变，重力势能增加，电势能减少D动能增加，重力势能增加，电势能减少动能增加，重力势能增加，电势能减少B解解析析：带带电电微微粒粒做做直直线线运运动动，所所受受重重力力与与电电场场力力的的合合力力必必定定沿沿直直线线，故故电电场场力力方方向向水水平平向向左左，易易知知合合力力方方向向与与速速度度方方向向反反向向，故故合合力力做做负负功功，其其动动能能减减少少，又又因因为为重重力力做做负负功功，故故重重力力势势能能增增加加，电电场场力力亦亦做做负负功功，电势能增加，故电势能增加，故B正确。正
4、确。如如图图所所示示，一一绝绝缘缘细细圆圆环环半半径径为为r，环环面面处处于于竖竖直直面面内内，匀匀强强电电场场与与圆圆环环平平面面平平行行，环环上上穿穿有有一一电电荷荷量量为为q、质质量量为为m的的小小球球，可可沿沿圆圆环环做做无无摩摩擦擦的的圆圆周周运运动动，小小球球所所受受电电场场力力和和重重力力大大小小相相等等，小小球球经过经过A点时速度的方向恰与电场垂直，重力加速度为点时速度的方向恰与电场垂直，重力加速度为g，求：，求：典题典题2(1)若若小小球球经经过过A点点时时，圆圆环环与与小小球球间间无无力力的的作作用用，小小球球经经过过A点点时时的速度大小的速度大小vA是多大？是多大？(2)
5、要要使使小小球球能能运运动动到到与与A点点对对称称的的B点点，小小球球在在A点点的的速速度度至至少少是是多多大？大？(3)在在保保证证小小球球恰恰好好做做圆圆周周运运动动的的前前提提下下，小小球球对对圆圆环环的的最最大大压压力力是是多大？多大？探究探究带带电电粒粒子子在在交交变变电电场场中中运运动动时时，由由于于电电场场发发生生变变化化，粒粒子子所所受受电电场场力力也也发发生生变变化化，其其加加速速度度、速速度度、位位移移等等都都会会发发生生相相应应的的变变化化，从从而而出出现现粒粒子子加加速速、减减速速或或者者往往返返运运动动。通通常常只只讨讨论论电电压压的的大大小小不不变变、方方向向发发生
6、周期性变化生周期性变化(如方波如方波)且不计粒子重力的情形且不计粒子重力的情形。带电粒子在交粒子在交变电场中运中运动的的问题(1)粒子通过电场区域的时间；粒子通过电场区域的时间；(2)粒子离开电场时的位置坐标；粒子离开电场时的位置坐标；(3)粒子通过电场区域后沿粒子通过电场区域后沿x方向方向的的速度的大小。速度的大小。典题典题3答案：答案：(1)4103s(2)(2105m，2m)(3)4103m/s将将如如图图所所示示的的交交变变电电压压加加在在平平行行板板电电容容器器A，B两两板板上上，开开始始B板板电电势势比比A板板电电势势高高，这这时时有有一一个个原原来来静静止止的的电电子子正正处处在
7、在两两板板的的中中间间，它它在在电电场场力力作作用用下下开开始始运运动动，设设A，B两两极极板板间间的的距距离离足足够够大大，下下列列说法正确的是说法正确的是()A电子一直向着电子一直向着A板运动板运动B电子一直向着电子一直向着B板运动板运动D典题典题4C电电子子先先向向A板板运运动动，然然后后返返回回向向B板板运运动动，之后在之后在A，B两板间做周期性往复运动两板间做周期性往复运动D电电子子先先向向B板板运运动动，然然后后返返回回向向A板板运运动动，之后在之后在A，B两板间做周期性往复运动两板间做周期性往复运动解解析析：根根据据交交变变电电压压的的变变化化规规律律，作作出出电电子子的的加加速
8、速度度a、速速度度v随随时时间变化的图线，如图甲，乙所示。间变化的图线，如图甲，乙所示。探究探究两个物理模型两个物理模型典例剖析典例剖析1电子透镜电子透镜(多多选选)(2022江江西西赣赣州州南南康康中中学学高高二二上上月月考考)2020年年2月月，中中国国科科学学家家通通过过冷冷冻冻电电镜镜捕捕捉捉到到新新冠冠病病毒毒表表面面S蛋蛋白白与与人人体体细细胞胞表表面面ACE2蛋蛋白白的的结结合合过过程程，首首次次揭揭开开了了新新冠冠病病毒毒入入侵侵人人体体的的神神秘秘面面纱纱。电电子子显显微微镜镜是是冷冷冻冻电电镜镜中中的的关关键键部部分分，在在电电子子显显微微镜镜中中电电子子束束相相当当于于光
9、光束束，通过由电场或磁场构成的电子透镜实现会聚或发散作用，通过由电场或磁场构成的电子透镜实现会聚或发散作用，典题典题5其其中中一一种种电电子子透透镜镜的的电电场场分分布布如如图图所所示示，其其中中虚虚线线为为等等势势面面，相相邻邻等等势势面面间间电电势势差差相相等等。一一电电子子仅仅在在电电场场力力作作用用下下运运动动，其其轨轨迹迹如如图图中中实实线线所所示示，a、b、c是是轨轨迹迹上上的的三三点点，下列说法正确的是下列说法正确的是()Aa点的电势高于点的电势高于b点的电势点的电势Ba点的电场强度小于点的电场强度小于c点的电场强度点的电场强度C电子在电子在a点的电势能小于在点的电势能小于在c点
10、的电势能点的电势能D电子经过电子经过b点时的速度大于经过点时的速度大于经过a点时的速度点时的速度BD解解析析：由由电电场场线线与与等等势势面面处处处处垂垂直直和和电电子子运运动动轨轨迹迹的的弯弯曲曲方方向向可可知知，若若电电子子从从a点点运运动动到到b点点，电电场场力力做做正正功功，则则电电子子在在a点点时时电电势势能能大大于于其其在在b点点的的电电势势能能；若若电电子子从从b点点运运动动到到a点点，电电场场力力做做负负功功，则则电电子子在在a点点时时电电势势能能依依然然大大于于其其在在b点点的的电电势势能能，由由于于电电子子带带负负电电，故故a点点的的电电势势低低于于b点点的的电电势势，故故
11、A错错误误；等等差差等等势势面面的的疏疏密密可可表表示示场场强强大大小小，由由于于a点点等等差等势面比差等势面比c点稀疏，则点稀疏，则a点的电场强度小于点的电场强度小于c点的电场强度，故点的电场强度，故B正确正确；由由电电场场线线的的方方向向可可判判断断出出ca，电电子子在在电电势势低低的的地地方方电电势势能能大大，在在电电势势高高的的地地方方电电势势能能小小，故故电电子子在在a点点的的电电势势能能大大于于在在c点点的的电电势势能能，故故C错错误误；电电子子只只在在电电场场力力作作用用下下运运动动，其其动动能能和和电电势势能能之之和和不不变变，又又因因为为电电子子在在a点点时时电电势势能能大大
12、于于其其在在b点点的的电电势势能能，故故其其在在a点点时时动动能能小小于于其其在在b点的动能经过点的动能经过a点时速度小于经过点时速度小于经过b点时速度，故点时速度，故D正确。正确。2喷墨打印机喷墨打印机模型构建模型构建喷喷墨墨打打印印机机的的原原理理示示意意图图如如图图所所示示，其其中中墨墨盒盒可可以以喷喷出出墨墨汁汁液液滴滴，此此液液滴滴经经过过带带电电室室时时被被带带上上负负电电，带带电电多多少少由由计计算算机机按按字字体体笔笔画画高高低低位位置置输输入入信信号号加加以以控控制制。带带电电后后液液滴滴以以一一定定的的初初速速度度进进入入偏偏转转电电场场，带带电电液液滴滴经经过过偏偏转转电
13、电场场发发生生偏偏转转后后打打到到纸纸上上，显显示示出出字字体体。计计算算机机无无信信号号输输入入时时，墨墨汁汁液液滴滴不不带带电电，径径直直通通过过偏偏转转板板最最后后注注入入回回流流槽槽流流回墨盒。回墨盒。典题典题6设设偏偏转转板板长长L11.6cm，两两板板间间的的距距离离d0.5cm，两两板板间间的的电电压压U8.0103V，偏偏转转板板的的右右端端距距纸纸的的距距离离L23.2cm。若若一一滴滴墨墨汁汁液液滴滴的的质质量量m1.61010kg，墨墨汁汁液液滴滴以以v020m/s的的初初速速度度垂垂直直电电场场方方向向进进入入偏偏转转电电场场，此此液液滴滴打打到到纸纸上上的的点点距距原
14、原入入射射方方向向的的距距离离为为2.0mm。忽忽略略空气阻力和重力作用。空气阻力和重力作用。(1)求一滴墨汁液滴通过带电室后所带的电荷量求一滴墨汁液滴通过带电室后所带的电荷量q；(2)若若要要使使纸纸上上的的字字体体放放大大，可可通通过过调调节节两两极极板板间间的的电电压压或或调调节节偏偏转转板板右右端端距距纸纸的的距距离离L2来来实实现现。现现调调节节L2使使纸纸上上的的字字体体放放大大10%，调调节节后后偏转板的右端距纸的距离为多大？偏转板的右端距纸的距离为多大？(2)设放大后液滴在纸上的偏移量为设放大后液滴在纸上的偏移量为y2，y2(110%)y12.2mm，代入代入数据得数据得L23
15、.6cm。答案：答案：(1)1.251013C(2)3.6cm课堂达标检测课堂达标检测1(2022内内蒙蒙古古赤赤峰峰第第四四中中学学分分校校高高二二阶阶段段练练习习)如如图图所所示示，用用绝绝缘缘细细线线拴拴住住一一带带正正电电的的小小球球，在在方方向向竖竖直直向向上上的的匀匀强强电电场场中中的的竖竖直直平平面内做圆周运动，则正确的说法面内做圆周运动，则正确的说法是是()A当当小小球球运运动动到到最最高高点点a时时，线线的的张张力力一一定定最小最小B当小球运动到最低点当小球运动到最低点b时，小球的速度一定最大时，小球的速度一定最大C小球可能做匀速圆周运动小球可能做匀速圆周运动D小球不可能做匀
16、速圆周运动小球不可能做匀速圆周运动C解解析析：当当小小球球运运动动到到最最高高点点a时时，如如果果重重力力大大于于电电场场力力，线线的的张张力力一一定定最最小小，如如果果重重力力小小于于电电场场力力，线线的的张张力力一一定定最最大大，故故A错错误误；当当小小球球运运动动到到最最低低点点b时时，如如果果重重力力大大于于电电场场力力，小小球球的的速速度度一一定定最最大大，如如果果重重力力小小于于电电场场力力，小小球球的的速速度度一一定定最最小小，故故B错错误误；当当电电场场力力等等于于重重力力时，小球做匀速圆周运动，故时，小球做匀速圆周运动，故D错误，错误，C正确。正确。2平平行行板板间间加加如如图图所所示示的的周周期期性性变变化化的的电电压压，重重力力不不计计的的带带电电粒粒子子置置于于平平行行板板中中央央，从从t0时时刻刻开开始始将将其其释释放放，运运动动过过程程无无碰碰板板情情况况，则则能能定定性性描描述述粒粒子子运运动动的的速速度度图图像像是是(如如图图所所示示)()A3一一匀匀强强电电场场的的电电场场强强度度E随随时时间间t变变化化的的图图像像如如图图所所示示，在在该该匀匀强强电
