2019高考物理易错题解题方法大全(电磁学)
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U
t
U 2019高考物理易错题解题方法大全(2)
电磁学
例16、图中A 、B 是一对中间开有小孔的平行金属板,两小孔的连线与金属板面相垂直,两极
板的距离为l 。两极板间加上低频交流电压,A 板电势为零,B 板电势u=U 0cos ωt 。现有一电子在t=0时穿过A 板上的小孔射入电场。设初速度 和重力的影响均可忽略不计。则电子在两极板间可能 ( ) (A)以AB 间的某一点为平衡位置来回振动
(B)时而向B 板运动,时而向A 板运动,但最后穿出B 板
(C)一直向B 板运动,最后穿出B 板,如果ω小于某个值ω0,l 小于某个l 0 (D)一直向B 板运动,最后穿出B 板,而不论ω、l 为任何值
【错解分析】:错解:知道初速度和重力的影响不计,即初速度为0,不计重力,则电子在两板间只受电场作用,电场力方向在两小孔的连线上,所以电子做的是直线运动,因为加的电压是余弦电压,则电场大小方向呈周期性变化,一会儿向左一会儿向右,所以物体运动也应该是一会儿向左,一会儿向右,即以AB 间的某一点为平衡位置来回振动。选A
本题的易错点就在部分同学对物体的运动理解不透彻,仍然思维定式地认为物体运动的方向由力的方向决定,而忽略了物体的运动是由速度与合外力共同决定的。虽然也选择了A ,但那是错误理解下的巧合。至于C 项很多学生都未能选择 【解题指导】:【答案】:AC
【解析】:为了不影响我们思考问题,我们先假设l 无穷大,让我们研究电子的运动时不受空间的束缚。由于初速度为0,重力不计,只受电场力,所以物体做直线运动。物体的运动情况是由速度和合外力共同决定的,所以必须综合考虑物体的速度和受力情况。电场力Eq F =,l t
U l U E ωcos 0==
l
t q U F ωcos 0=所以电子所受的电场力也是以余弦规律变化,看下图
0时刻,速度为0,0~T/4电场力向右,所以0~T/4电子由静止开始向右加速;T/4时刻电子具有一定的向右的速度,T/4~T/2时刻电场力反向,由于速度不能突变,所以T/4~T/2电子继续向右但做减速运动;于是有:T/4时刻速度最大。由于电场力的变化是对称的,所以0~T/4速度由0至最大值,T/4~T/2速度将从最大值减至0。T/2时刻速度为0,T/2~3T/4电场力仍向左,所以T/2~3T/4电子由静止向左加速至最大值;3T/4时刻电子具有最大的向左的速度,3T/4~T 时刻电场力反向, 所以3T/4~T 电子做向左的减速运动至速度为0。以此类推,则电子在无限大的电场里以AB 间的某一点为平衡位置来回振动。(可用速度—时间图象来加深理解) 因为L 不是无限大,如果L<(0~T/2内电子的位移)则,电子将会飞出去;
根据ω
π
2=
T 知ω越小,则T 越大,T/2内位移也将越大,若T/2内位移>L 则电子也将飞
出去,所以L<一定值,ω<一定值时,电子会飞出去。
练习16、图中A 、B 是一对平行的金属板。在两板间加上一周期为T 的交变电压u 。A 板的电势UA =0,B 板的电势UB 随时间的变化规律为:在0到T/2的时间内,UB =U0(正的常数);在T/2到T 的时间内,UB =-U0;在T 到3T/2的时间内,UB =U0;在3T/2到2T 的时间内。UB =-U0……,现有一电子从A 板上的小孔进入两板间的电场区内。设电子的初速度和重力的影响均可忽略,则( )
(A)若电子是在t =0时刻进入的,它将一直向B 板运动; (B)若电子是在t =T/8时刻进入的,它可能时
而向B 板运动,时而向A 板运动,最后打在B 板上;
(C)若电子是在t =3T/8时刻进入的,它可能
时而向B 板运动,时而向A 板运动,最后打在B
F
t
l
q
U 0
板上;
(D)若电子是在t =T/2时刻进入的,它可能时而向B 板、时而向A 板运动。
例17、如图,光滑平面上固定金属小球A ,用长L 0的绝缘弹簧将A 与另一个金属小球B 连接,
让它们带上等量同种电荷,弹簧伸长量为x 1,若两球电量各漏掉一半,弹簧伸长量变为x 2,则有:( )
【错解分析】错解:
故选B
错解只注意到电荷电量改变,忽略了两者距离也随之变化,导致错误。 【解题指导】:【答案】:C
【解析】:由题意画示意图,B 球先后平衡,于是有
2
12
10)
(x L kq x k += 22220)
(41x L kq x k += 2
12
221)
()(4x L x L x x ++=,因为12x L x L +<+,所以441221x x x x >⇒< 练习17、如图所示,真空中AB 两个点电荷的电量分别为+Q 和
+q ,放在光滑的绝缘的水平面上,AB 之间用绝缘的轻弹簧连接。
当系统平衡时,弹簧的伸长量为
x .设弹簧均在弹性限度内,则
A.保持Q 不变,将q 变为3q ,平衡时弹簧的伸长量等于3
x
A
B
A
B
B.保持q不变,将Q变为3Q,平衡时弹簧的伸长量小于30
x
C.保持Q不变,将q变为-q,平衡时弹簧的缩短量等于0
x
D.保持q不变,将Q变为-Q,平衡时弹簧的缩短量小于0
x
例18、在沿水平方向的匀强磁场中,有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动。开始时线圈静止,线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直,所成的锐角为α。在磁场开始增强后的一个极短时间内,线圈平面
A.维持不动
B.将向使α减小的方向转动
C.将向使α增大的方向转动
D.将转动,因不知磁场方向,不能确定α会增大还是会减小
【错解分析】:错解:考生未能正确理解楞次定律含义,认为磁场方向未知而做出D选项的判断。
【解题指导】:【答案】:B
【解析】:本题是考查楞次定律的典型问题,必须正确理解楞次定律中“阻碍”的含义:由楞次定律可知,当磁场开始增强时,线圈平面转动的效果是为了减小线圈磁通量的增加,阻碍磁通量的变化△B·△S,则因B的增加,为达到“阻碍”的效果,只有减小S,即线圈平面将向使α减小的方向转动。
练习18、如图,相邻的两个正方形区域
内存在垂直于水平面,方向相反的匀强
磁场,大小为1T。一个正方形线框在光滑水平面上以初速度2m/s开始向右运动,线框的边长为0.5m,小于磁场区域边长。M、N分别为ad、bc边的中点,则线框从图示位置运动到MN与PQ重合时,速度变为1m/s,则()
A.磁通量的变化为0.125Wb
B.磁通量的变化为0.25Wb
C.加速度的最小值为8m/s2
D.线框中产生的热量为
0.75J
P