[ID:6-6518612] 2020高考物理二轮浙江专用学案 专题一 第4讲 电学中的曲线运动 Word版 ...
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第4讲 电学中的曲线运动

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1.掌握解决电学中曲线运动的一个宗旨是将电学问题力学化。
2.解题思路:画出粒子的运动草图结合几何关系找到相应的物理量。
 带电粒子(或带电体)在电场中的曲线运动
 带电体在匀强电场中的圆周运动
【典例1】 (2019·浙江省选考科目考试绍兴市适应性试卷)如图1所示,在xOy平面内竖直固定一个“9字型”轨道,圆形部分的半径R=0.2 m,圆心位于C点;直线轨道AB与圆形部分相切于B点,其长度L=3R,CB连线与竖直方向的夹角为53°;在x>0区域有范围很大的匀强电场,场强大小E=5×104 N/C,方向沿x轴正方向。现在A点处由静止释放质量m=0.1 kg、带电荷量q=+2×10-5C的小物块(可看作质点),已知sin 53°=0.8,不计物块与“9字型”轨道的摩擦,g取10 m/s2。求:

图1
(1)物块滑到圆周轨道最低点O处时受到的支持力大小;
(2)物块在圆周轨道上速度最大的位置P;(可用PC连线与竖直方向夹角表示)
(3)物块在圆周轨道上运动一圈后,从O′点滑出(轨道B′O′与BO段错开且靠近),其后的水平面上铺设了一种特殊的材料,材料不同位置处的动摩擦因数满足μ=0.2+x(x为所在处的横坐标值),物块在材料面上滑行过程的最大动能是多少?
解析 (1)物块从A滑至O过程,由机械能守恒定律得mgh=mv
其中h=Lsin 53°+R(1-cos 53°)=2.8 R
圆周最低点O处FN-mg=m
代入得FN=6.6mg=6.6 N。
(2)设物块在圆周轨道(右半侧)P点处的速度最大,PC与竖直方向的夹角为θ,此时有mgsin θ=qEcos θ,tan θ==1,θ=45°。
(3)分析知,在水平面上a=0时,即qE-μmg=0,
解得μ=1代入μ=0.2+x,解得x=0.8 m(速度最大)
据动能定理W电-Wf=Ekm-EkO
其中W电=qE·x=0.8 J,
Wf=·x=×1×0.8 J=0.48 J
代入数据,得Ekm=0.88 J。
答案 (1)6.6 N (2)45° (3)0.88 J
 带电体在匀强电场中的曲线运动
【典例2】 (2019·浙江临安选考模拟)如图2所示,两水平面(虚线)之间的距离为H,其间的区域存在方向水平向右的匀强电场。自该区域上方的A点将质量均为m,电荷量分别为q和-q(q>0)的带电小球M、N先后以向右的相同初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力作用下进入电场区域,并从该区域的下边界离开。已知N离开电场时的速度方向竖直向下;M在电场中做直线运动,刚离开电场时的动能为N刚离开电场时的动能的1.5倍。不计空气阻力,重力加速度大小为g。求:
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2020高考物理二轮浙江专用学案 专题一 第4讲 电学中的曲线运动 word版含解析.doc
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  • 资料类型:学案
  • 资料版本:通用
  • 适用地区:浙江省
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