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江蘇省泰州市高考物理二輪復(fù)習(xí) 22變速直線運動規(guī)律在電磁學(xué)中的應(yīng)用課件

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1、專題二 恒力作用下的的直線運動 1.兩等量同種點電荷的電場中,連線中點的場強為零,從連線中點沿中垂線延伸到無限遠,場強先變大后變小. 2.兩等量異種點電荷的電場中,連線上各點電場強度,以中點場強最小,連線的中垂線為等勢線以無窮遠電勢為0,中垂線的電勢等于0. 3.平行板電容器充電后與電源斷開,再稍微改變板間距離時,場強不變. 4.在勻強電場中,任意兩點連線中點的電勢等于 這兩點電勢的平均值 5.E=U/d只適用于勻強電場,式中d為沿 電場線 方向上兩點的距離 6.若帶電粒子在有洛倫茲力作用的復(fù)合場中做直線運動,此運動一定是勻速直線運動方法指導(dǎo): 在從題給的條件出發(fā),根據(jù)電磁力的特點,認真分析好

2、物體所受的電磁力(包括電場力、安培力、洛倫茲力等)后,勻變速直線運動規(guī)律在電磁學(xué)中的應(yīng)用問題就轉(zhuǎn)化為勻變速直線運動規(guī)律在力學(xué)中的應(yīng)用問題后續(xù)的解題方法與力學(xué)中的物體平衡問題解題方法相同,要注意以下三點: (1)正確分析研究對象的受力情況; (2)把握不同場對電荷作用的特點與差異; (3)認真分析運動的詳細過程充分挖掘隱含的有 效信息1電荷在勻強電場中的勻變速運動問題 圖2212電荷在周期性交替變化的恒力作用下的往復(fù)運動【例2】如圖所示,A、B為水平放置的平行金屬板,板間距離d為20cm(遠小于板的長和寬),在兩板之間有一個帶負電的質(zhì)點P,質(zhì)量為0.1g,已知若在A、B間加電壓U0=20V,則質(zhì)

3、點P可以保持靜止,現(xiàn)在A、B間加上如圖乙所示的隨時間t變化的電壓,U=2U0.在t時質(zhì)點P位于A、B間的中點處,且初速度為零,質(zhì)點P能=0在A、B之間以最大幅度上下運動而又不與兩板相碰,并且以后每次經(jīng)過A、B間的中點時速度最大(質(zhì)點開始從中點上升到最高點,及以后每次從最高點到最低點或從最低點到最高點的過程中,電壓只改變一次)(g=10m/s2,)求:(1)質(zhì)點的帶電量q;(2)質(zhì)點從A、B間的中點第一次上升到最高點的時間t. 500021111.0 10 C2 1 2U 1442t0.120.2s2UqmgqdqUmgdagmggddgtstt由:可得:加上的電壓后,質(zhì)點加速度欲使質(zhì)點最大幅度

4、上下運動,則其到最高點速度必為零,質(zhì)點上升過程為一段加速度為 的勻加速和一段撤去電壓后加速度為 的勻減速 這就需在處撤去電壓,有 解得:,則【解析】“”0.最大幅度上下運動 即在最高點速【點】度為切入 51 1.0 10 C; 2 0.2:s 答案【點評】 帶電粒子在周期性變化的電場中的運動情況較復(fù)雜,解題的關(guān)鍵主要是:分析粒子運動的各個過程的受力情況、運動情況;根據(jù)運動情況選擇適當(dāng)?shù)奈锢硪?guī)律,如牛頓第二定律、運動學(xué)公式等列方程求解 3電磁導(dǎo)軌中的勻變速運動問題【例3】如圖甲所示,一對平行光滑導(dǎo)軌,放在水平面上,兩導(dǎo)軌間的距離L=0.20m,電阻R=1.0;有一導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上,與兩軌道

5、垂直,桿及兩軌道的電阻均可忽略不計,整個裝置處于磁感應(yīng)強度B=0.50T的勻強磁場中,磁場方向垂直軌道面向下,如圖甲所示現(xiàn)用一外力 F沿軌道方向拉桿,使之做勻加速運動,測得力F與時間t 的關(guān)系如圖乙所示求桿的質(zhì)量m和加速度a. FvtEBLvBLatEIR切割磁感線的棒相當(dāng)于電源,從圖象獲得外力 信息導(dǎo)體桿在軌道上做初速度為零的勻加速直線運動,用 表示瞬時速度, 表示時間,則桿切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為: 閉合回路中的感【切入應(yīng)電流為 點 】【解析】 222 0.1kg10m/s .FBILmaB L atFmaRma 由安培力公式和牛頓第二定律得: 由、式得 由圖線上取兩點代入上式,可解得 質(zhì)量,加速度20.1kg10m/s 答案:【點評】 本題已知圖象要求利用電磁學(xué)和力學(xué)知識求出相應(yīng)的物理量,處理本類問題關(guān)鍵是要審清圖象圖象中的斜率、截距、面積等表征的物理意義或物理量是重點分析的內(nèi)容,再運用力學(xué)知識、電磁學(xué)知識及電路規(guī)律來求解

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