2019-2020年高考物理大二轮复习与增分策略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

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1、2019-2020年高考物理大二轮复习与增分策略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

2、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.解题方略1.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与速度方向是否一致，其运动类型有电场

3、内的加速运动和在交变电场内的往复运动.2.动力学观点分析方法a＝，E＝，v2－v＝2ad.例1　如图1所示，一带电荷量为＋q、质量为m的小物块处于一倾角为37°的光滑斜面上，当整个装置被置于一水平向右的匀强电场中时，小物块恰好静止.重力加速度为g，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.求：图1(1)水平向右电场的电场强度大小；(2)若将电场强度改为竖直向下，大小不变，小物块的加速度是多大；(3)若将电场强度改为水平向左，大小变为原来的2倍，小物块从高度H处由静止释放，求小物块到达地面的时间为多少.解析　(1)

4、小物块受重力，电场力和弹力三力平衡：Eq＝mgtan37°解得：E＝(2)由牛顿第二定律可得：(Eq＋mg)sin37°＝ma解得：a＝g(3)小物块将离开斜面做匀加速直线运动，竖直方向做自由落体运动：H＝gt2解得：t＝.答案　(1)　(2)g　(3)预测1　(多选)在绝缘光滑的水平面上相距为6L的A、B两处分别固定正电荷QA、QB.两电荷的位置坐标如图2甲所示.图乙是AB连线之间的电势φ与位置x之间的关系图象，图中x＝L点为图线的最低点，若在x＝2L的C点由静止释放一个质量为m、电量为＋q的带电小球(可视为质点

5、)，下列有关说法正确的是(　　)图2A.小球在x＝L处的速度最大B.小球一定可以到达x＝－2L点处C.小球将以x＝L点为中心做往复运动D.固定在A、B处的电荷的电量之比为QA∶QB＝4∶1答案　AD解析　据φ－x图象切线的斜率等于场强E，则知x＝L处场强为零，所以小球在C处受到的电场力向左，向左加速运动，到x＝L处加速度为0，从x＝L向左运动时，电场力向右，做减速运动，所以小球在x＝L处的速度最大，故A正确；由题图乙可知，x＝－2L点的电势大于x＝2L点的电势，所以小球不可能到达x＝－2L点处，故B错误；由图知图象

6、不关于x＝L对称，所以x＝L点不是中心，故C错误；x＝L处场强为零，根据点电荷场强公式则有：k＝k，解得QA∶QB＝4∶1，故D正确.预测2　如图3甲所示为两平行金属板，板间电势差变化如乙图所示.一带电小球位于两板之间，已知小球在0～t时间内处于静止状态，在3t时刻小球恰好经过静止时的位置，整个过程带电小球没有与金属板相碰.则乙图中Ux的值为(　　)图3A.3U0B.4U0C.5U0D.6U0答案　C解析　0～t静止：·q＝mgt～2t向下加速，mg－·q＝ma1，得a1＝gv＝a1t＝gt，x1＝a1t2＝gt2

7、2t～3t向下减速后向上加速，·q－mg＝ma2x2＝vt－·a2·t23t时刻回到静止位置则x2＝－x1解以上各式得Ux＝5U0.解题方略1.对于磁场内的动力学问题，要特别注意洛伦兹力的特性，因F洛＝qvB，则速度v的变化影响受力，受力的变化又反过来影响运动.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.此类问题也常出现临界问题，如滑块脱离木板的临界条件是支持力为零.例2　(多选)如图4甲所示，一带电物块无初速度地放在皮带轮底端，传送带轮以恒定大小的速率沿顺时针传动，该装置处于垂

8、直纸面向里的匀强磁场中，物块由底端E运动至皮带轮顶端F的过程中，其v－t图象如图乙所示，物块全程运动的时间为4.5s，关于带电物块及运动过程的说法正确的是(　　)图4A.该物块带负电B.传送带的传动速度大小可能大于1m/sC.若已知传送带的长度，可求出该过程中物块与传送带发生的相对位移D.在2～4.5s内，物块与传送带仍可能有相对运动解析　由图乙可知，物块做