第六章静电场第2课时电场能的性质讲述.ppt

七彩教育网 免费提供Word版教学资源 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 变式练习3 如图7所示,MN为水平放置的金属 板,板中央有一个小孔O,板下存在竖直向上的 匀强电场,电场强度为E.AB是一根长为l、质量 为m的均匀带正电的绝缘细杆.现将杆下端置于 O处,然后将杆由静止释放,杆运动过程中始终 保持竖直.当杆下落 时速度达到最大,求: (1)细杆带电荷量. (2)杆下落的最大速度. (3)若杆没有全部进入电场时速度减小为零,求此时杆下落的位移. 图7 解析 (1)由于下落 时速度最大,则加速度a=0 答案 题型4 综合应用动力学和动能观点解题 【例4】 如图8所示,在绝缘水平面上,有相距为L的A、B两点, 分别固定着两个带电荷量均为Q的正电荷.O为AB连线的中 点,a、b是AB连线上两点,其中Aa=Bb= .一质量为m、电荷 量为+q的小滑块(可视为质点)以初动能Ek0从a点出发,沿AB 直线向b运动,其中小滑块第一次经过O点时的动能为2Ek0,第 一次到达b点时的动能恰好为零,小滑块最终停在O点,已知静 电力常量为k.求: 图8 (1)小滑块与水平面间滑动摩擦力的大小. (2)小滑块刚要到达b点时加速度的大小和方向. (3)小滑块运动的总路程l路. 解析 (1)由Aa=Bb= ,O为AB连线的中点可知a、b关于O点对称,则a、b之间的电势差为Uab=0 ① 设小滑块与水平面间摩擦力的大小为Ff,滑块从a→b的过程,由动能定理得:q·Uab-Ff· =0-Ek0 ② 解得: ③ (2)根据库仑定律,小滑块刚要到达b点时受到的库仑力的合力为: ④ 根据牛顿第二定律,小滑块刚要到达b点时加速度的大小为 ⑤ 方向由b指向O(或向左) ⑥ (3)设滑块从a→O的过程中电场力做功为W,由动能定理得: W-Ff· L=2Ek0-Ek0 ⑦解得W=1.5Ek0 ⑧ 对于小滑块从a开始运动到最终在O点停下的整个过程中,由动能定理得:W-Ff·l路=0-Ek0 ⑨ 解得l路=1.25L ⑩ 答案 【评分标准】 本题共18分.其中②⑤⑦⑨式各3分,①③④⑥⑧⑩式各1分. 【名师导析】 该题是一个物体有多个运动过程的题目,对该物体的运动过程受力分析要清楚.在解答该题的过程中多次运用了动能定理,这要比运用牛顿定律简单得多,因为在该题中,库仑力是一个变力.最近几年的高考命题,突出考查力、电两个主干知识的同时,电场性质与力学问题的综合考查出现几率越来越高,特别是对电场力做功特点、动能定理、牛顿第二定律等力学问题考查分析、理解和应用能力,挖掘隐含信息能力. 自我批阅 (15分)如图9所示,在绝缘光滑水平面的上方存 在着水平方向的匀强电场.现有一个质量m=2.0 ×10-3 kg、电量q=2.0×10-6 C的带正电的物体 (可视为质点),从O点开始以一定的水平初速度 向右做直线运动,其位移随时间的变化规律为 x=6.0t-10t2,式中x的单位为m,t的单位为s.不计 空气阻力,取g=10 m/s2.求: (1)匀强电场的场强大小和方向. (2)带电物体在0～0.5 s内通过的路程. (3)带电物体在0～0.5 s内电势能的变化量. 图9 解析 (1)加速度大小a=20 m/s2 (1分) 根据牛顿第二定律Eq=ma (2分) 解得场强E=2.0×104 N/C,方向水平向左 (2分) (2)物体在O点的初速度v0=6.0 m/s (1分) 减速时间t1=