2018年高考物理大二轮复习专题二力与物体的直线运动第2讲动力学观点在电学中的应用讲学案

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1、第2讲　动力学观点在电学中的应用课标卷高考命题分析年份题号·题型·分值模型·情景题眼分析难度2015年Ⅱ卷14题·选择题·6分匀变速直线运动(电场力与重力)倾斜电容器电场强度的方向易2016年Ⅱ卷24题·计算题·12分单杆切割电磁感应现象匀速运动中2017年Ⅰ卷25题·计算题·20分牛顿第二定律、匀变速直线运动的规律多过程分析难1．带电粒子在磁场中运动时，洛伦兹力的方向始终垂直于粒子的速度方向．2．带电粒子在电场力、重力和洛伦兹力共同作用下的直线运动只能是匀速直线运动．3．带电粒子(不计重力)在匀强电

2、场中由静止开始被加速或带电粒子沿着平行于电场的方向射入匀强电场中时，带电粒子做匀变速直线运动．4．电磁感应中导体棒在安培力和其他恒力作用下的三种运动类型：匀速直线运动、加速度逐渐减小的减速直线运动、加速度逐渐减小的加速直线运动．1．带电粒子在电场中做直线运动的问题：在电场中处理力学问题时，其分析方法与力学相同．首先进行受力分析，然后看粒子所受的合力方向与速度方向是否一致，其运动类型有电场内的加速运动和在交变电场内的往复运动．2．带电粒子在交变电场中的直线运动，一般多以加速、减速交替出现的多运动过程的情

3、景出现．解决的方法：(1)根据运动学或动力学分析其中一个变化周期内相关物理量的变化规律．(2)借助运动图象进行运动过程分析．高考题型1　电场内动力学问题分析例1　(2017·全国卷Ⅰ·25)真空中存在电场强度大小为E1的匀强电场，一带电油滴在该电场中竖直向上做匀速直线运动，速度大小为v0，在油滴处于位置A时，将电场强度的大小突然增大到某值，但保持其方向不变．持续一段时间t1后，又突然将电场反向，但保持其大小不变；再持续同样一段时间后，油滴运动到B点．重力加速度大小为g.(1)求油滴运动到B点时的速度大

4、小；(2)求增大后的电场强度的大小；为保证后来的电场强度比原来的大，试给出相应的t1和v0应满足的条件．已知不存在电场时，油滴以初速度v0做竖直上抛运动的最大高度恰好等于B、A两点间距离的两倍．答案　见解析解析　(1)油滴带电性质不影响结果，设该油滴带正电，油滴质量和电荷量分别为m和q，油滴速度方向向上为正．油滴在电场强度大小为E1的匀强电场中做匀速直线运动，故匀强电场方向向上．在t＝0时，电场强度突然从E1增加至E2时，油滴做竖直向上的匀加速运动，加速度方向向上，大小a1满足qE2－mg＝ma1①油

5、滴在t1时刻的速度为v1＝v0＋a1t1②电场强度在t1时刻突然反向，油滴做匀变速直线运动，加速度方向向下，大小a2满足qE2＋mg＝ma2③油滴在t2＝2t1时刻的速度为v2＝v1－a2t1④由①②③④式得v2＝v0－2gt1⑤(2)由题意，在t＝0时刻前有qE1＝mg⑥油滴从t＝0到t1时刻的位移为x1＝v0t1＋a1t12⑦油滴在从t1时刻到t2＝2t1时刻的时间间隔内的位移为x2＝v1t1－a2t12⑧由题给条件有v02＝2g×2h＝4gh⑨式中h是B、A两点之间的距离．若B点在A点之上，依题

6、意有x1＋x2＝h⑩由①②③⑥⑦⑧⑨⑩式得E2＝[2－2＋()2]E1⑪为使E2＞E1，应有2－2＋()2＞1⑫即当0＜t1＜(1－)⑬或t1＞(1＋)⑭条件⑬式和⑭式分别对应于v2＞0和v2＜0两种情形．若B在A点之下，依题意有x2＋x1＝－h⑮由①②③⑥⑦⑧⑨⑮式得E2＝[2－2－()2]E1⑯为使E2>E1，应有2－2－()2>1⑰即t1>(＋1)⑱另一解为负，不符合题意，舍去．1．(2017·上海闵行区二模)如图1所示，质量为m、带电量为＋q的滑块沿绝缘斜面匀速下滑，当滑块滑至竖直向下匀强电场

7、区时，滑块运动的状态为(　　)图1A．继续匀速下滑B．将加速下滑C．将减速下滑D．上述三种情况都可能发生答案　A解析　设斜面的倾角为θ.滑块没有进入电场时，根据平衡条件得mgsinθ＝Ff且FN＝mgcosθ又Ff＝μFN得到，mgsinθ＝μmgcosθ，即有sinθ＝μcosθ当滑块进入电场时，设滑块受到的电场力大小为F.根据正交分解得到滑块受到的沿斜面向下的力为(mg＋F)sinθ，沿斜面向上的力为μ(mg＋F)cosθ，由于sinθ＝μcosθ，所以(mg＋F)sinθ＝μ(mg＋F)cosθ

8、，即受力仍平衡，所以滑块仍做匀速运动．2．(2017·内蒙古包头市一模)如图2所示，在竖直平面内一个带正电的小球质量为m，所带的电荷量为q，用一根长为L且不可伸长的绝缘轻细线系在一匀强电场中的O点．匀强电场的方向水平向右，分布的区域足够大．现将带正电小球从O点右方由水平位置A点无初速度释放，小球到达最低点B时速度恰好为零．图2(1)求匀强电场的电场强度E的大小．(2)若小球从O点的左方由水平位置C点无初速度自由释放，则小球到达最低点B所用的时间t是多少？