2021年北京市高考物理专题复习:电场
2021年北京市高考物理电场复习题 (32)
2021年北京市高考物理电场复习题32.如图所示,水平轨道AB 与半径为R 的竖直半圆轨道BC 相切于B 点,AB 长为2R ,水平轨道和半圆轨道均光滑且绝缘。
在轨道所在空间内存在着水平向右的匀强电场。
带电量为+q 、质量为m 的小球自A 点由静止释放,经B 点沿半圆轨道运动到C 点后落回到水平轨道上。
已知电场强度大小E =2mg q ,求:(1)小球从A 点运动到B 点所用的时间;(2)小球经过C 点时对轨道的作用力;(3)小球离开C 点至落回到水平轨道的过程中,经过多长时间动能最小及此动能的最小值。
【解答】解:(1)小球的加速度为a =qE m =2g 由位移公式得:2R =12at 2解得:t =√2R g(2)从释放到C 点的过程,由动能定理得:qE •2R ﹣mg •2R =12mv C 2−0 在C 点,由牛顿第二定律得:mg+N =mv C 2R联立解得:N =3mg 由牛顿第三定律可知小球经过C 点时对轨道的作用力N ′=N =3mg ,方向:竖直向上。
(3)小球离开C 点后,水平方向做加速度为2g 的匀减速运动,竖直方向做自由落体运动。
小球离开C 点后经t 时间,小球水平方向的速度为v x =2√gR −2gt ,小球竖直方向的速度为v y =gt ,小球的速度为v =√v x 2+v y 2=√(2√gR −2gt)2+(gt)2,整理得:v =√(√5gt −4√5√gR)2+45gR , 当t =45√R g 时,v 最小,动能最小。
动能最小值为E km =25mgR答:(1)小球从A 点运动到B 点所用的时间是√2R g ; (2)小球经过C 点时对轨道的作用力是3mg ,方向:竖直向上;(3)小球离开C 点至落回到水平轨道的过程中,经过45√R g 动能最小,动能的最小值是25mgR 。
2021年北京市高考物理电场复习题 (17)
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17.如图所示,一真空示波管的电子从灯丝K 发出(初速度不计),经灯丝与A 板间的加速电场加速,从A 板中心孔沿中心线KO 射出,然后进入两块平行金属板M 、N 形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入M 、N 间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过电场后打在荧光屏上的P 点。
已知加速电压为U 1,M 、N 两板间的电压为U 2,两板间的距离为d ,板长为L ,电子的质量为m ,电荷量为e ,不计电子重力。
(1)求电子穿过A 板时的速度大小v 0;
(2)求电子从偏转电场射出时的侧移量y (竖直方向的位移大小);
【解答】解:(1)电子穿过加速电场的过程,由动能定理得:
eU 1=12mv 02﹣0,
解得:v 0=√2eU 1m
(2)电子在偏转电场中做类平抛运动,垂直于电场方向做匀速直线运动,则有: L =v 0t
沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动,有:
y =12at 2
根据牛顿第二定律得:
e U 2d =ma
联立解得电子在偏转电场中侧移量为:
y =U 2L 2
4dU 1
答:(1)电子穿过A 板时的速度大小v 0是√2eU 1m 。
(2)电子从偏转电场射出时的侧移量y 为
U 2L 24dU 1。
2021年北京市高考物理电场复习题 (56)
2021年北京市高考物理电场复习题
56.如图所示,电子从A孔飘入电压U1=5000V电场中,(此时电子的速率可认为等于零),经电场加速后,从B孔沿平行板间的中线垂直射入匀强电场,若两板间距d=1.0cm,板长L=5.0cm,要使电子能从两板间飞出,求两个极板上所加电压U2的最大值。
(电子的质量m e=9.1×10﹣31kg,电量e=1.6×10﹣19C)
【解答】解:在加速电压一定时,偏转电压U'越大,电子在极板间的偏转距离就越大,当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出,此时的偏转电压,即为题目要求的最大电压。
加速过程,由动能定理:e U1=1
2
mv02。
进入偏转电场,有:L=v0t。
根据牛顿第二定律可知,a=F
m
=eU2
dm。
偏转距离:y=1
2
at2。
能飞出的条件为:y=d 2。
联立解得:U2=400V。
答:两个极板上所加电压最大值为400V。
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2021年北京市高考物理电场复习题 (25)
2021年北京市高考物理电场复习题25.如图是某种静电分选器的原理示意图,两个竖直放置的平行金属板带有等量异号电荷,形成匀强电场。
分选器漏斗的出口与两板上端处于同一高度,到两板距离相等。
混合在一起的a 、b 两种颗粒从漏斗出口下落时,a 种颗粒带上正电,b 种颗粒带上负电。
经分选电场后,a 、b 两种颗粒分别落到水平传送带A 、B 上。
已知两板间距d =0.1m ,板的长度l =0.5m ,电场仅局限在平行板之间;各颗粒所带电量大小与其质量之比均为1×10﹣5C/kg 。
设颗粒进入电场时的初速度为零,分选过程中颗粒大小及颗粒间的相互作用力不计。
要求两种颗粒离开电场区域时,不接触到极板但有最大偏转量。
重力加速度g =10m/s 2(计算结果均保留一位有效数字)。
(1)左、右两板各带何种电荷?两极板间的电压多大?(2)若两带电平行板的下端距传送带A 、B 的高度H =0.3m ,颗粒落至传送带时的速度大小是多少?(3)设颗粒每次与传送带碰撞反弹时,沿竖直方向的速度大小为碰撞前竖直方向速度大小的一半,求颗粒第2次与传送带碰撞反弹的高度?【解答】解:(1)由a 颗粒带正电且向左偏转,故电场方向向左,所以左板带负电荷,右板带正电荷依题意,颗粒在平行板的竖直方向上做自由落体运动,故满足:l =12gt 2⋯① 在水平方向上做匀加速直线运动,故满足:d 2=12at 2⋯②qE =m …a ③E =U d ⋯④①②③④联立解得两极板间的电压为:U =1×104V …⑤(2)根据动能定理,颗粒落到水平传送带上满足:12qU+mg (l+H )=12mv 2…⑥ ⑤⑥联立解得颗粒落到水平传送带上时的速度大小为:v =4m/s(3)在竖直方向颗粒作自由落体运动,可得颗粒第一次落到水平传送带上沿竖直方向上有:v y 2=2g (l+H )故颗粒第一次反弹的速度大小为v y 2 第二次反弹的速度大小为v y 4颗粒第2次反弹后上升的高度h 为:(v y 4)2=2gh可得颗粒第二次反弹高度为:h =0.05m答:(1)左、右两板各带负电荷、正电荷,两极板间的电压为1×104V ;(2)若两带电平行板的下端距传送带A 、B 的高度H =0.3m ,颗粒落至传送带时的速度大小是4m/s ;(3)设颗粒每次与传送带碰撞反弹时,沿竖直方向的速度大小为碰撞前竖直方向速度大小的一半,颗粒第2次与传送带碰撞反弹的高度为0.05m 。
2021年北京市高考物理电场复习题 (26)
2021年北京市高考物理电场复习题
26.如图所示,空间内有一匀强电场,竖直平行直线为匀强电场的电场线(方向未知)。
现有一电荷量为q、质量为m的带负电粒子,从O点以某一初速度垂直电场方向进入电场,
A、B为运动轨迹上的两点,当粒子运动到B点时速度方向与水平方向夹角为60°.已
知OA连线与电场线夹角为60°,OA=L,带电粒子在电场中受到电场力大小为F.不计粒子的重力及空气阻力。
求:
(1)电场强度的大小和方向;
(2)带电粒子从O到A的运动时间;
(3)匀强电场中OB两点间电势差大小。
【解答】解:(1)根据E=F
q可知,电场强度的大小为E=
F
q
粒子向上偏转,故电场力向上,因粒子带负电,故说明电场强度向下;
(2)带电粒子在电场中做类平抛运动,设水平方向的位移为x,竖直方向的位移为y,由题意知:
x=Lsin60°
y=Lcos60°
根据分运动的规律有:
x=v0t
y=1 2at
2
粒子的加速度为:a=F m
联立解得:t=√mL
F,v0=
√3FL
m;
设粒子到达B点的速度为v,粒子从O点到B点过程中电场力做功为W,则由合运动与分运动的关系有:
v =v
0cos60°=2v 0 由动能定理有:
W =12mv 2−12mv 02
联立解得:W =32mv 02=9FL 2 由W =Uq 可得:
U =W q =9FL 2q
答:(1)电场强度的大小为F q
;方向竖直向下; (2)带电粒子从O 到A 的运动时间为√mL F ; (3)匀强电场中OB 两点间电势差大小为9FL 2q .f。
2021年北京新高考物理复习练习讲义:专题九 电场
专题九电场探考情悟真题【考情探究】考点考向10年考情预测热度考题示例学业水平关联考点素养要素电场力的性质关于电场描述及性质的论证问题2018北京理综,24,20分 5 等势面模型建构★★☆带电物体在电场中的运动和平衡问题2017北京理综,22,16分 3 动能定理科学推理★★★2013北京理综, 18,6分 4 圆周运动模型建构、科学论证电场和动量和能量的综合问题2012北京理综,24,20分 4 牛顿运动定律模型建构、科学推理、科学论证★★☆电场能的性质通过电场线和等势面判断电场强度和电势的高低2019北京理综,17,6分 3 科学推理★★★2014北京理综,15,6分 3 科学推理电场力做功及能量变化分析2011北京理综,24,20分 4 牛顿运动定律模型建构、科学推理、科学论证★★☆电容器、带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的加速和偏转运动2016北京理综,23,18分 4牛顿运动定律、类平抛运动、动能定理科学推理、科学论证★★★2015北京理综,24,20分 4电流、电动势、电功率、闭合电路欧姆定律科学推理、科学论证、★★☆模型建构2011北京理综,23,18分 4 洛伦兹力、圆周运动科学推理、科学论证平行板电容器的动态分析2018北京理综,19,6分 3电容器电容的影响因素科学推理★★☆2010北京理综,18,6分 3 科学推理分析解读本专题内容是高考考查的重点,高考中涉及本专题内容的题目较多,既有选择题又有计算题。
选择题主要考查对基本概念和物理模型的理解,如对电场的分布特点、电势及电势能的理解;在计算题中,带电粒子在电场中的运动是高考的热点内容。
带电粒子在电场中的加速和偏转问题常与牛顿运动定律、功能关系等内容综合考查。
有时也与实际生活、科技联系,如喷墨打印机、速度加速器和电容式传感器等,有可能成为高考新情景的命题素材。
本专题的知识、方法也会出现在高考压轴题,通过本专题建立概念的方法、表述规律的方法等考查模型建构、推理论证、类比分析等学科素养。
2021年北京市高考物理电场复习题 (27)
2021年北京市高考物理电场复习题27.如图所示,绝缘水平面上有宽为L=1.6m的匀强电场区AB,电场强度方向水平向右,半径R=0.8m的竖直光滑半圆轨道与水平面相切于C,D为与圆心O等高的点,GC是竖直直径,一质量为m=0.1kg,电荷量q=0.01C的带负电滑块(可视为质点)以v0=4m/s的初速度沿水平面向右进入电场,滑块恰好不能从B点滑出电场,已知滑块与AB 段的动摩擦因数μ1=0.4,BC段的动摩擦因数μ2=0.8,g=10m/s2(1)求匀强电场的电场强度E的大小;(2)将滑块初速度变为v′0=√3v0.则滑块刚好能滑到D点,求BC的长度x;(3)若滑块恰好能通过最高点G,则滑块的初速度应调为原初速度的多少倍?【解答】解:(1)A到B的过程中电场力和摩擦力做功做功,由动能定理:﹣EqL﹣μ1mgL=0−12mv02代入数据解得:E=10N/C(2)A到D的过程中重力、电场力和摩擦力做功做功,由动能定理得:﹣EqL﹣μ1mgL﹣μ2mgx﹣mgR=0−12 mv′02代入数据得:x=1m(3)小球恰好通过G点时,小球的重力提供向心力,得:mg=mv G2 R得:v G=√gR=√10×0.8=2√2m/sA到G的过程中重力、电场力和摩擦力做功做功,根据动能定理得:﹣EqL﹣μ1mgL﹣μ2mgx﹣2mgR=12mv G2−12mv2代入数据得:v=6√2m/s=1.5√2v0答:(1)求匀强电场的电场强度E的大小是10N/C;(2)将滑块初速度变为v′0=√3v0.则滑块刚好能滑到D点,BC的长度是1m;(3)若滑块恰好能通过最高点G,则滑块的初速度应调为原初速度的1.5√2倍.第1页共1页。
2021年北京市高考物理专题复习:电场(含答案解析)
2021年北京市高考物理专题复习:电场
1.如图所示,一半径为R的竖直光滑圆轨道与水平轨道平滑连接,水平轨道上有一轻质弹簧,其左端固定在墙壁上,右端与质量为m、电荷量为+q的小物块(视为质点)接触但不相连,水平轨道AB段光滑,BC段粗糙且其长度L=3R,倾斜轨道CD段粗糙且与BC段平滑连接,倾斜轨道所在区域有水平向右的匀强电场,场强大小E=等手今向左推小物块压缩弹簧至某一位置后静止释放小物块,小物块由AB段进入圆轨道,通过圆轨道后在BC段和CD段上滑动,若小物块与BC段和CD段的动摩擦因数相同,倾斜轨道与水平面间的夹角θ=37°.重力加速度为g,取SIN37°=0.6,COS37°=0.8
(1)若小物块恰能通过圆轨道的最高点,求弹簧的弹性势能Ep;
(2)若小物块将弹簧压缩到弹性势能E p2=14
3mgR,释放后小物块在倾斜轨道能到达
的最高点为P,在此过程中,小物块的电势能减少了△E p=4
3mgR,求小物块在BC段克
服摩擦力所做的功W.
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2021年北京市高考物理电场复习题 (21)
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21.某空间区域内存在水平方向的匀强电场,在其中一点O 处有一质量为m 、带电量为+q 的小球。
现将小球由静止释放,小球会垂直击中斜面上的A 点。
已知斜面与水平方向夹角为60°,OA 之间的距离为d ,重力加速度为g 。
求:
(1)场强的大小和方向;
(2)带电小球从O 点运动到A 点机械能增量;
(3)在O 点给带电小球一个平行斜面向上的初速度v 0,小球落到斜面上时与A 点之间的距离。
【解答】解:(1)小球运动过程受到重力和电场力作用做直线运动,则有:tan30°=mg qE 代入数据解得:E =√3mg q ,方向水平向右。
(2)带电小球从O 点运动到A 点过程中电场力做功为:W =qEdcos30°=32mgd
所以机械能的增量为:△E =W =32mgd 。
(3)在O 点给带电小球一个平行斜面向上的初速度,小球做类平抛运动,垂直于斜面方向做匀加速直线运动。
当运动到斜面上时,其垂直于斜面方向的位移为:d =12at 2=122mg m t 2
而沿着初速度方向的位移大小为:x =v 0t =v 0√d g
答:(1)场强的大小为√3mg q
,方向水平向右。
(2)带电小球从O 点运动到A 点机械能增量为32mgd 。
(3)在O 点给带电小球一个平行斜面向上的初速度v 0,小球落到斜面上时与A 点之间的距离为v 0√d g 。
2021年北京市高考物理电场复习题 (47)
第 1 页 共 1 页 2021年北京市高考物理电场复习题
47.如图,AB 段为半径R =2m 的四分之一光滑绝缘竖直圆弧轨道,BC 段为粗糙绝缘水平面。
在四分之一圆弧区域内存在着E =2×106V/m 方向竖直向上的匀强电场,有一质量m =1kg 、电荷量q =+1×10﹣
5C 的小滑块,从A 点的正上方距离A 点H 处由静止释放。
已知小滑块与水平面间动摩擦因数μ=0.5,不计空气阻力,g 取10m/s 2
(1)若H =5m ,求小滑块运动至B 点时对轨道的压力
(2)通过计算判断:是否存在某一H 值,使滑块通过圆弧AB 后最终停在B 点右侧1.5m 处
【解答】解:(1)滑块由初始位置运动到B 点的过程,根据动能定理有
mg (R+H )﹣qER =12mv 2
滑块到达B 点时由支持力F N 、重力、电场力的合力提供向心力,即
F N ﹣mg+qE =m v 2R
联立解得 F N =20 N
根据牛顿第三定律,可知滑块对轨道的压力大小F N ′=F N =20N ,方向竖直向下。
(2)要使物体沿轨道AB 到达最低点B ,当支持力为0时,最低点有个最小速度v 1,则 qE ﹣mg =m v 1
2R
在粗糙水平面上,由动能定理得:﹣μmgx =−12mv 12
解得 x =2m >1.5 m
故不存在某一H 值,使滑块通过圆弧AB 后最终停在B 点右侧1.5m 处。
答:
(1)小滑块运动至B 点时对轨道的压力为20N ,方向竖直向下;
(2)不存在某一H 值,使滑块通过圆弧AB 后最终停在B 点右侧1.5m 处。
2021年北京市高考物理电场复习题 (45)
2021年北京市高考物理电场复习题45.如图所示,绝缘水平面上的AB区域宽度L1=9m,BC区域宽度L2=4m,BC区域内存在水平向左的匀强电场E,其他区域不存在电场,一质量为m=0.1kg,带电量为q=+1.0×10﹣5C的小滑块以大小为V0=10m/s的初速度从A点进入ABC区域,滑块与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.2.求:(1)滑块从A点运动到B点所用的时间;(2)若E=2.0×104V/m,则滑块离开BC区域时的速度多大?(3)要使小滑块在电场中的运动时间达到最长,电场强度E应为多大?【解答】解:(1)滑块从A点运动到B点做匀减速运动,加速度大小a1=μmgm=μg=2m/s2根据运动学公式有L1=v0t1−12a1t12代入数据解得t1=1s (舍去t1=9s)(2)滑块到达B点的速度v B=v0﹣a1t1=(10﹣2×1)m/s=8m/s滑块在BC间运动的加速度大小为:a2=μmg+qEm解得a2=4m/s2滑块从B到C,有v C2﹣v B2=﹣2a2L2 ,得v C=4√2m/s(3)要使小滑块在电场中的运动时间达到最长,必须使小滑块到C点是速度减为零,则0﹣v B2=﹣2a2'L2,得a2'=8m/s2根据牛顿第二定律得:μmg+qE'=ma2'得:E'=6.0×104V/m答:(1)滑块从A点运动到B点所用的时间是1s;(2)若E=2.0×104V/m,则滑块离开BC区域时的速度是4√2m/s。
(3)要使小滑块在电场中的运动时间达到最长,电场强度E应为6.0×104V/m。
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2021年北京高考高考冲刺静电场和非静电场复习知识点
2021年北京高考高考冲刺静电场和非静电场复习知识点2021年北京高考高考冲刺——静电场和非静电场复习知识点前言:静电场和非静电场是物理学中两个重要的概念,在高考中也是常常出现的考点。
本文将就2021年北京高考高考冲刺阶段的静电场和非静电场复习知识点进行介绍和总结,以帮助考生更好地应对考试。
一、静电场1. 高考考点:电场概念电场是描述空间中电荷相互作用的物理量,它可以用电场强度来表示。
电场的概念包括点电荷电场和电场线的性质。
考生应掌握电荷电场的定义以及电场线的基本性质。
2. 高考考点:电场强度电场强度是用来描述电场对单位正电荷的力的物理量,用E表示。
电场强度的计算公式为E=kQ/r^2,其中k为电场常量,Q为电荷量,r 为距离。
3. 高考考点:电场力电场力是描述电荷在电场中受到的力的物理量,用F表示。
电场力的计算公式为F=QE,其中Q为电荷量,E为电场强度。
考生需要掌握电场力的计算方法以及与电荷量和电场强度的关系。
二、非静电场1. 高考考点:磁场概念磁场是描述空间中磁力作用的物理量,它可以用磁感应强度来表示。
考生应了解磁场的概念以及磁感应线的性质。
2. 高考考点:磁感应强度磁感应强度是用来描述磁场对单位电荷或者单位电流的力的物理量,用B表示。
磁感应强度的计算公式为B=μ0I/(2πr),其中μ0为真空中的磁导率,I为电流,r为距离。
3. 高考考点:洛伦兹力洛伦兹力是描述带电粒子在磁场中受到的力的物理量,用F表示。
洛伦兹力的计算公式为F=qvB,其中q为电荷量,v为速度,B为磁感应强度。
考生需要掌握洛伦兹力的计算方法以及与电荷量、速度和磁感应强度的关系。
三、静电场和非静电场的比较1. 物理意义比较静电场是由静止电荷产生的,它的电场强度与距离的平方成反比。
非静电场可以由电流产生,磁场强度与距离成反比。
2. 力的比较静电场的电场力和非静电场的洛伦兹力都是描述电荷在场中受到的力,但它们的计算公式不同。
静电场的电场力只与电场强度和电荷量有关,洛伦兹力除了与磁感应强度和电荷量相关,还与速度有关。
2021年北京市高考物理电场复习题 (3)
2021年北京市高考物理电场复习题3.如图所示,在竖直向下的匀强电场中有一绝缘的光滑离心轨道,一个带负电的小球从斜轨道上的A点由静止释放,沿轨道滑下,已知小球的质量为m=1kg,电量大小为q=6×10﹣4C,匀强电场的场强大小为E=1×104N/C,斜轨道的倾角为α=30°,圆轨道半径R=0.8m,(小球的重力大于所受的电场力g=10m/s2)。
(1)求小球沿斜轨道下滑的加速度的大小;(2)若使小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时不落下来,求A点距水平地面的高度h至少应为多大?(3)若小球从斜轨道h=5R 处由静止释放,假设能够通过B点,求在此过程中小球机械能的改变量。
【解答】解:(1)以小球为研究对象,受到竖直向下的重力、竖直向上的电场力和垂直接触面的弹力。
沿斜面向下的合力为F合=(mg﹣qE)sin30°…①根据牛顿第二定律得:F合=ma…②联立①②代入数据解之得:a=2m/s2(2)小球通过半径为R的圆轨道顶端的B点时不落下来,设在B点的速度为v B,根据牛顿第二定律得:(mg﹣qE)=mv B2R⋯③小球由A到B,据动能定理:(mg﹣qE)(h﹣2R)=12mv B2⋯④联立③④代入数据解之得:h=2m(3)小球从静止开始沿轨道运动到B点的过程中,机械能的变化量为△E机根据功能关系:△E机=W电…⑤小球从静止开始沿轨道运动到B点的过程:W电=﹣3REq…⑥联立⑤⑥代入数据解之得:△E机=﹣14.4J答:(1)小球沿斜轨道下滑的加速度的大小为2m/s2,(2)A点距水平地面的高度h至少应2m。
(3)在此过程中小球机械能的改变量为﹣14.4J。
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2021年北京市高考物理电场复习题 (35)
2021年北京市高考物理电场复习题35.如图所示,在坐标系xOy 中,x 轴水平向右,y 轴竖直向下,在虚线右侧区域内存在水平向左的匀强电场。
一质量为m 、电荷量为q 的带正电的小球从原点O 以某一初速度水平抛出,小球从A 点进入电场区域,从C 点穿出电场边界且小球在C 点的速度方向与水平方向的夹角θ=60°.已知A 、C 两点的纵坐标之比为1:9,B 点为小球在电场中运动的最右端,不计空气阻力。
求:(1)小球从O 点运动到A 点的时间t OA 与从A 点运动到C 点的时间t AC 之比;(2)匀强电场的场强大小E 和小球从O 点水平抛出的初速度v 0大小;(3)小球在电场中运动的最小速度。
【解答】解:(1)小球在竖直方向一直做自由落体运动,设小球水平抛出时的初速度为v 0,A 点的纵坐标为y A ,根据运动学公式有y A =12gt OA 2,9y A =12gt OC 2, 解得t OAt AC =t OA t OC −t OA =12。
(2)在水平方向,小球在进入电场前做匀速直线运动,进入电场后做匀变速直线运动,B 点为水平最远点,故t AB =t BC ,小球从C 点穿出电场边界时,其水平方向大小为v0,设小球经过C 点时的竖直速度大小为vy ,v 0=at BC =at AC 2 a =qE mtan60°=v yv 0 v y =gt OC =g3t BC联立解得:E=√3mg q水平方向上:√3L=v0t oA v0=at BC=a t AC2t AB=t BC=t OA联立解得:v0=√3gL t OA=√L g(3)由以上所得结果可知F合与水平方向夹角为30°,v A与水平方向夹角为30°,建立如图所示坐标系将v A分解到xy上,小球在x′方向上做匀速运动,在当y′方向上做类似于竖直上抛运动,当y'方向分速度为零时,小球在电场中有最小速度v A',与x'轴夹角为30°。
【高中物理】2021高考物理:电场知识归纳及考点方向
【高中物理】2021高考物理:电场知识归纳及考点方向
电场是电荷及变化磁场周围空间里存在的一种特殊物质。
电场这种物质与通常的实物不同,它不是由分子原子所组成,但它是客观存在的,电场具有通常物质所具有的力和能量等客观属性。
电场的力的性质表现为:电场对放入其中的电荷有作用力,这种力称为电场力。
电场的能的性质表现为:当电荷在电场中移动时,电场力对电荷作功(这说明电场具有能量)
高考。
[测试场地方向]
1.有关场强e(电场线)、电势(等势面)、w=qu、动能与电势能的比较。
2.比较带电粒子在电场中的运动(加速度、偏转和平抛)、轨迹和方向(直线前进?往返?)分析和辨析。
[实践与综合]① 直线加速器② 示波器原理③ 静电除尘选矿④ 滚筒式静电分离器⑤ 复印机和喷墨打印机⑥ 静电屏蔽⑦ 带电体的力学分析(综合平衡、牛顿第二定律、函数、单摆等)⑧带电体在电场和磁场中的运动⑨ 氢原子核外电子的运转
[电场知识点归纳]
1.电荷守恒定律
⑴自然界中只存在正、负两中电荷,电荷在它的同围空间形成电场,电荷间的相互作用力就是通过电场发生的。
电荷的多少叫电量。
基本电荷。
带电体电荷量等于元电荷的整数倍(q=ne)
(2)使物体通电也被称为通电。
给物体通电有三种方式:① 摩擦带电② 接触带电③ 感应带电。
⑶电荷既不能创造,也不能被消灭,它只能从一个物体转移到另一个物体,或从的体的这一部分转移到另一个部分,这叫做电荷守恒定律。
带电体的形状、大小和电荷分布对它们之间相互作用力的影响可以忽略。
在没有计时的情况下,这样一个带电体可以被视为一个带电点,这被称为点电荷。
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2021年北京市高考物理电场复习题 (29)
2021年北京市高考物理电场复习题29.如图所示,两平行金属板与一直流电源两极相连,上极板接地,电源的电动势为U 内阻不可忽略,两板间形成的电场可认为是匀强电场。
有质量为m ,电荷量为﹣q 的粒子,不间断的从两平行板左侧中点以初速度v 0沿垂直场强的方向射入电场,从右侧射出电场。
已知单位时间入射的粒子数为n ,两平行板的间距为d ,金属板长度为L ,不计粒子重力。
(1)a .求粒子射出电场时沿电场方向的侧移量y ;b .证明:粒子出射时,沿速度方向的反向延长线一定经过其水平位移的中点。
(2)改变电源的电动势,使粒子刚好偏转后打在下极板上,求此时电源的输出功率。
【解答】解:(1)a .电子进入偏转电场,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,设电子在偏转电场中运动的时间为t 。
水平方向:t =L v 0电子未落到板上,电路不通,两板间电压为电源电动势U ,板间场强E =U d竖直方向:F =qE =qU d ,a =F m =qU mdy =12at 2=qUL 202 b .粒子出射的偏转角为θ,其反向延长线通过O 点,O 点与板右端的水平距离为x 。
竖直方向的速度为:v y =attan θ=v y v 0=y x 联立解得:x =L 2;故粒子出射时,沿速度方向的反向延长线一定经过其水平位移的中点;(2)粒子打在极板上,电路导通,电流I =n△t⋅q △t =nq设此时电源的路端电压为U ′,粒子偏转d 2,有d 2=U′q2md⋅L2v02得U′=md2v02 qL2电源输出功率P=U′I=mnd2v02L2答:(1)a.粒子射出电场时沿电场方向的侧移量y是qUL22mdv02;b.证明见上。
(2)此时电源的输出功率是mnd2v02L。
【高中物理】2021高考物理复习资料:电场
【高中物理】2021高考物理复习资料:电场十、电场1.两种电荷,电荷守恒定律和基本电荷:(E=1.60)×10-19c);带电体的电荷量等于基本电荷的整数倍2.库仑定律:f=kq1q2/r2(在真空中){f:点电荷间的作用力(n),k:静电力常量k=9.0×109n?m2/c2,q1、q2:两点电荷的电量(c),r:两点电荷间的距离(m),方向在它们的连线上,作用力与反作用力,同种电荷互相排斥,异种电荷互相吸引}3.电场强度:e=f/Q(定义公式和计算公式){e:电场强度(n/C),是一个矢量(电场叠加原理),Q:测试电荷的电量(C)4.真空点(源)电荷形成的电场e=kq/r2{r:源电荷到该位置的距离(m),q:源电荷的电量}5.均匀电场的场强E=UAB/D{UAB:AB两点之间的电压(V),D:AB两点之间在场强方向上的距离(m)6.电场力:f=qe高中三年级{f:电场力(n),q:受到电场力的电荷的电量(c),e:电场强度(n/c)}7.电位和电位差:UAB=φa-φb,UAB=wab/q=-δeab/q8.电场力做功:wab=quab=eqd{wab:带电体由a到b时电场力所做的功(j),q:带电量(c),uab:电场中a、b两点间的电势差(v)(电场力做功与路径无关),e:匀强电场强度,d:两点沿场强方向的距离(m)}9.电势:EA=qφA{EA:A(J)点带电体的电势,q:电量(c),φA:A(V)点的电势10.电势能的变化δeab=eb-ea{带电体在电场中从a位置到b位置时电势能的差值}11.电场力所做的功和电势能的变化δEAB=-WAB=-quab(电势能的增量等于电场力所做功的负值)12.电容c=q/u(定义式,计算式){c:电容(f),q:电量(c),u:电压(两极板电势差)(v)}13.平行板电容器的电容C=εS/4πKD(S:面对两块板的面积,D:两块板之间的垂直距离,ω:介电常数)。
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2021年北京市高考物理专题复习:电场解析版
1.如图所示,一半径为R 的竖直光滑圆轨道与水平轨道平滑连接,水平轨道上有一轻质弹
簧,其左端固定在墙壁上,右端与质量为m 、电荷量为+q 的小物块(视为质点)接触但不相连,水平轨道AB 段光滑,BC 段粗糙且其长度L =3R ,倾斜轨道CD 段粗糙且与BC 段平滑连接,倾斜轨道所在区域有水平向右的匀强电场,场强大小E =等手今向左推小物块压缩弹簧至某一位置后静止释放小物块,小物块由AB 段进入圆轨道,通过圆轨道后在BC 段和CD 段上滑动,若小物块与BC 段和CD 段的动摩擦因数相同,倾斜轨道与水平面间的夹角θ=37°.重力加速度为g ,取SIN37°=0.6,COS37°=0.8
(1)若小物块恰能通过圆轨道的最高点,求弹簧的弹性势能Ep ;
(2)若小物块将弹簧压缩到弹性势能E p 2=143mgR ,释放后小物块在倾斜轨道能到达
的最高点为P ,在此过程中,小物块的电势能减少了△E p =43mgR ,求小物块在BC 段克
服摩擦力所做的功W .
【解答】解:(1)小物块恰能通过圆轨道的最高点,则小物块重力完全充当向心力,根据牛顿第二定律:
mg =m v 2R
代入数据得:v =√gR
根据能量的转化与守恒:E p =mg2R +12mv 2=
5mgR 2
(2)若弹簧的弹性势能为:E P2=143mgR , 在电场中,设小物块在BC 段的位移为x ,则
△E 电=qExcos θ
解得x =5R 2
小物块由A 到P 的全过程,由能量守恒定律,得
E P2+△E 电=μmgl+μ(mgcos θ+qEsin θ)x+mgxsin θ
解得μ=34。