2026届高考物理一轮复习课件 第九章 第6讲 小专题 带电粒子(带电体)在电场中的力电综合问题

这是一份2026届高考物理一轮复习课件 第九章 第6讲 小专题 带电粒子(带电体)在电场中的力电综合问题，共48页。PPT课件主要包含了考点一，考点二，动力学观点，能量观点，动量观点，满分60分，课时作业，基础对点练，综合提升练，1比例系数k等内容，欢迎下载使用。
带电粒子在电场和重力场中的运动
(2)用等效法分析,若小球受到一个水平向左的恒定电场力qE,临界特征是什么?
1.等效重力场物体仅在重力场中的运动是最常见、最基本的运动,但是对于处在匀强电场和重力场中物体的运动问题就会变得复杂一些。此时可以将重力场与电场合二为一,用一个全新的“复合场”来代替,可形象称之为“等效重力场”。
2.“等效最高点”和“等效最低点”示意图
[例1] 【在“等效重力场”中的类抛体运动】 (2022·全国甲卷,21)(多选)地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场,将一带正电荷的小球自电场中P点水平向左射出。小球所受的重力和电场力的大小相等,重力势能和电势能的零点均取在P点。则射出后,(　 　)[A] 小球的动能最小时,其电势能最大[B] 小球的动能等于初始动能时,其电势能最大[C] 小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时,其动能最大[D] 从射出时刻到小球速度的水平分量为零时,重力做的功等于小球电势能的增加量
【解析】 由题意可知,小球所受电场力与重力的合力指向右下,与水平方向成45°角,小球向左射出后做匀变速曲线运动,当其水平速度与竖直速度大小相等时,即速度方向与小球所受合力方向垂直时,小球克服合力做的功最大,此时动能最小,而此时小球仍具有水平向左的分速度,电场力仍对其做负功,其电势能继续增大,选项A、C错误;小球在电场力方向上的加速度大小ax=g,竖直方向加速度大小ay=g,当小球水平速度减为零时,克服电场力做的功最多,小球的电势能最大,由匀变速运动规律有v0=gt,此时小球竖直方向的速度vy=gt=v0,所以此时小球动能等于初动能,由能量守恒定律可知,小球重力势能减少量等于小球电势能的增加量,又由功能关系知重力做的功等于小球重力势能的减少量,选项B、D正确。
电场中的力、电综合问题
(1)由于匀强电场中带电粒子所受静电力和重力都是恒力,可用正交分解法。(2)综合运用牛顿运动定律和匀变速直线运动公式,注意受力分析要全面,特别注意重力是否需要考虑的问题。
(1)运用动能定理,注意过程分析要全面,准确求出过程中所有力做的功,判断是对分过程还是对全过程使用动能定理。(2)运用能量守恒定律时,注意题目中有哪些形式的能量出现。
(1)运用动量定理时,要注意动量定理的表达式是矢量式,在一维情况下,各个矢量必须选同一个正方向。(2)运用动量守恒定律时,除了要注意动量守恒定律的表达式是矢量式,还要注意题目表述是否为某方向上动量守恒。
[例3] 【动力学观点】 (2024·贵州遵义三模)如图所示,足够长的倾角为θ=37°的光滑固定绝缘斜面和粗糙绝缘水平面平滑连接,空间存在着平行于斜面向上的匀强电场,电场强度为E=1×104 N/C。现有质量为m=1 kg、带电量为q=+5×10-4 C的小滑块,从水平面上A点由静止释放,经过时间t=2 s后到达斜面底端B点。若小滑块与水平面间的动摩擦因数为μ=0.5,不计空气阻力。取sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,g取 10 m/s2。求:(1)小滑块从A滑行到B过程中所受摩擦力的大小和加速度大小;
【答案】 (1)3.5 N　0.5 m/s2
【解析】 (1)小滑块从A滑行到B的过程中,小滑块所受的电场力F=Eq,小滑块所受的摩擦力Ff=μ(mg-Fsin 37°),解得Ff=3.5 N,由牛顿第二定律可得Fcs 37°-Ff=ma1,解得小滑块加速度大小a1=0.5 m/s2。
(2)A、B两点的距离和电势差UAB;
【答案】 (2)1 m　8 000 V
(3)小滑块沿斜面上升的最大高度。
【答案】 (3)0.3 m
[变式] [例3]中,随着电场强度的增大,小滑块在水平面上运动的加速度如何变化?小滑块能在水平面上运动的电场强度的最大值是多大(结果可用分数表示)?若电场强度大于这个最大值,由静止释放的小滑块做什么运动?
[例4] 【能量观点】 (2024·四川成都一模)如图所示,用绝缘支架将带电荷量为+Q的小球a固定在O点,一粗糙绝缘直杆与水平方向的夹角θ=30°,直杆与小球a位于同一竖直面内,杆上有A、B、C三点,C与O两点位于同一水平线上,B为AC的中点,OA=OC=L。小球b质量为m,带电荷量为-q,套在直杆上,从A点由静止开始下滑,第一次经过B点时速度为v,运动到C点时速度为0,在+Q产生的电场中取C点的电势为0,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则(　　)
(1)求A与B发生第一次碰撞前瞬间A的速率;
(2)k的取值满足什么条件时,能使A与B发生第二次碰撞?
【答案】 (2)k