2025年高中物理复习配套课件 专题十三 带电粒子在电场中运动的综合问题

这是一份2025年高中物理复习配套课件 专题十三 带电粒子在电场中运动的综合问题，共60页。PPT课件主要包含了热点题型探究，教师备用习题，作业手册，答案5m，答案如图所示，答案7N，答案2ms，答案08m，1圆环的质量M，◆基础巩固练◆等内容，欢迎下载使用。
专题十三 带电粒子在电场中运动的综合问题
题型一 电场中功能关系的综合问题
题型二 等效思想在电场中的应用
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，同时存在匀强电场和重力场时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，可形象地称之为“等效重力场”.
[解析] 因为小球运动到最高点时，细线受到的拉力最大，可知重力和静电力的合力（等效重力）方向向上，则静电力方向向上，且静电力大于重力，由于电场方向向下，所以小球带负电，故A错误，B正确；因重力和静电力的合力方向向上，可知小球运动到最高点时速度最大，故C错误；由于等效重力方向竖直向上，所以小球运动到最低点时速度最小，有
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
题型三 带电粒子的能量和动量综合问题
解决电场中的力电综合问题，常用以下几种观点分析解答：（1）动力学的观点①由于匀强电场中带电粒子（体）所受电场力和重力都是恒力，可用正交分解法.②综合运用牛顿运动定律和运动学公式，注意受力分析和运动分析，特别注意重力是否需要考虑的问题.（2）能量的观点①运用动能定理，注意过程分析要全面，准确求出过程中的所有力做的功，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，注意题目中有哪些形式的能量出现.
（3）动量的观点①运用动量定理，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，要注意动量守恒定律的表达式是矢量式，注意正方向的选取.
[解析] 取水平向右为正方向，由于物块从出发到返回出发点的过程中，静电力做功为零，所以返
（1）试证明：当两小球的速度相同时系统的电势能最大，并求出该最大值；
题型一　电场中功能关系的综合问题
题型二　等效思想在电场中的应用
除重力和弹力外其他力做功等于机械能的增加量,若小球在竖直平面内绕O点做圆周运动,则小球运动到B点时,电场力做正功最多,故到B点时的机械能最大,故B正确;若小球能在竖直平面内做完整的圆周运动,小球从C到D的过程中电场力做功,所以机械能不守恒,故C正确;由于mg=Eq,所以小球受合力方向与电场方向夹角为45°且指向右下方,故如果将小球在A点由静止开始释放,刚开始它将沿合力方向做匀加速直线运动,故D错误.
4.如图所示,光滑绝缘足够长的水平面位于匀强电场中,电场方向水平向右,场强大小为E.两小滑块A和B静置于水平面上,其位置连线与电场方向平行.两小滑块质量均为m,A带电荷量为q(q>0),B不带电.初始时,A和B的距离为L,现释放小滑块A,A在电场力作用下沿直线加速运动,与B发生完全弹性碰撞.若每次A和B发生的碰撞均为对心正碰,碰撞时没有电荷转移,碰撞的时间极短.已知q=0.1 C,E=1 V/m,m=0.2 kg,L=1 m.(1)求发生第一次碰撞前A获得的速度大小v及第一次碰撞后A和B获得的速度大小vA1和vB1;
[答案] 1 m/s　0　1 m/s
题型三　带电粒子的能量和动量综合问题
(2)从开始释放A到与B发生第二次碰撞前,小滑块A运动的距离;
[解析] A从开始释放到与B发生第三次碰撞前的v-t图像如图所示
(3)试画出A从开始释放到与B发生第三次碰撞前的v-t图像(不要求写过程).
(1)碰撞前瞬间细线对小球的拉力大小;
(2)碰撞后瞬间物块的速度大小;
(3)物块最终停止的位置坐标.
6.如图所示,AC水平轨道上AB段光滑、BC段粗糙,且BC段的长度L=1 m,CDF为竖直平面内半径R=0.1 m 的光滑半圆绝缘轨道,两轨道相切于C点,CF右侧有电场强度大小E=1×103 N/C、方向水平向右的匀强电场.一根轻质绝缘弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与质量m=0.1 kg 的滑块P接触.当弹簧处于原长时滑块在B点,在 F点有一套在半圆轨道上、电荷量q=1.0×10-3 C 的带正电圆环,在半圆轨道最低点放一质量与圆环质量相等的滑块Q(图中未画出).由静止释放圆环,圆环沿半圆轨道运动,当圆环运动到半圆轨道的最右侧D点时对轨道的压力大小FN=5 N.已知滑块Q与轨道BC间的动摩擦因数μ=0.1,重力加速度大小g取10 m/s2,两滑块和圆环均可视为质点,圆环与滑块Q的碰撞为弹性碰撞且碰撞时间极短,Q、P两滑块碰撞后粘在一起.求:
[答案] 0.1 kg
(2)圆环与滑块Q碰撞前瞬间的速度大小vC;
(3)弹簧的最大弹性势能Ep.
[答案] 0.05 J
A.电场力做功相同B.动能的变化量相等C.重力做功相同D.合力的冲量大小相等