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自主閱讀素材7本章學(xué)科素養(yǎng)提升 第七章靜電場 規(guī)范答題要求 必要過程的敘述 遵循規(guī)律的敘述 假設(shè)物理量的敘述 如圖所示 A B為兩塊平行金屬板 A板帶正電 B板帶負(fù)電 兩板之間存在著勻強電場 兩板間距為d 電勢差為U 在B板上開有兩個間距為L的小孔 C D為兩塊同心半圓形金屬板 圓心都在貼近B板的O 處 C帶正電 D帶負(fù)電 兩板間的距離很近 兩板末端的中心線正對著B板上的小孔 兩板間的電場強度可認(rèn)為大小處處相等 方向都指向O 半圓形金屬板兩端與B板的間隙可忽略不計 現(xiàn)從正對B板小孔緊靠A板的O處由靜止釋放一個質(zhì)量為m 電荷量為q的帶正電微粒 微粒的重力不計 求 例1 經(jīng)典案例 1 微粒穿過B板小孔時的速度多大 2 為了使微粒能在C D板間運動而不碰板 C D板間的電場強度大小應(yīng)滿足什么條件 3 從釋放微粒開始 經(jīng)過多長時間微粒會通過半圓形金屬板間的最低點P點 審題流程 滿分規(guī)范 評分細(xì)則 答題規(guī)則 A板帶正電 B板帶負(fù)電 信息提取 隱含 兩板間電場方向豎直向下 兩板末端的中心線正對著B板上的小孔 微粒能夠穿過B板 兩板間的電場強度可以認(rèn)為大小處處相等 方向都指向O 隱含 隱含 微粒受到電場力指向O 由靜止釋放 微粒初速度為零 隱含 A B極板間 微粒做初速度為零的勻加速直線運動 過程分析 A B極板間 微粒做初速度為零的勻加速直線運動 再返回A B極板間 微粒做勻減速直線運動 至A板附近速度減為零 規(guī)律應(yīng)用 動能定理 牛頓第二定律 運動學(xué)規(guī)律 圓周運動周期公式 滿分規(guī)范 評分細(xì)則 答題規(guī)則 1 設(shè)微粒穿過B板小孔時的速度為v 根據(jù)動能定理得qU mv2 3分 設(shè)微粒在半圓形金屬板間運動經(jīng)過t2第一次到達最低點P點 則 t2 2分 從釋放微粒開始到微粒第一次到達P點經(jīng)過的時間 3 微粒從釋放開始經(jīng)t1射入B板的小孔 則 d vt1 2分 根據(jù)運動的對稱性可知 再經(jīng)過2 t1 t2 時間微粒再一次經(jīng)過P點 所以微粒經(jīng)過P點的時間 評分細(xì)則 答題規(guī)則 第一問 1 只列出 式 沒能計算出結(jié)果 只得3分 2 不列 式 而列出的是q ma和v2 2ad也可得3分 計算結(jié)果正確再得2分 答題規(guī)則 題目中已有物理量符號 一定要用題目中的字母表達方程 否則計算結(jié)果容易出現(xiàn)錯誤 影響步驟分 第二問 1 不列 式 而列出的是qE m和L 2R也可得3分 2 如果只列qE m 沒有列出L與R的關(guān)系式 計算結(jié)果正確 扣1分 如果計算結(jié)果錯誤 只得2分 答題規(guī)則 解題過程中 必要的幾何關(guān)系即使簡單也不能少 否則將會失去步驟分 第三問 1 只列出 式 沒有計算出結(jié)果 但最終結(jié)果正確 不扣分 計算結(jié)果錯誤 只得2分 2 沒有列出 式 而列出的是T 和t2 T 最終結(jié)果正確 不扣分 計算結(jié)果錯誤 只得1分 3 沒有考慮到運動的周期性 但說明了再經(jīng)過2 t1 t2 時間微粒再一次經(jīng)過P點 且結(jié)果正確 可得1分 答題規(guī)則 在時間比較緊張的情況下 要盡量根據(jù)題設(shè)條件寫出必要的方程 力爭多得步驟分 等效法 在電場中的應(yīng)用處理帶電粒子在 等效力場 中的運動 要關(guān)注以下兩點 一是對帶電粒子進行受力分析時 注意帶電粒子受到的電場力的方向與運動方向所成的夾角是銳角還是鈍角 從而決定電場力做功情況 二是注意帶電粒子的初始運動狀態(tài) 1 等效重力法 將重力與電場力進行合成 如圖所示 則F合為等效重力場中的 重力 g 為等效重力場中的 等效重力加速度 F合的方向等效為 重力 的方向 即在等效重力場中的豎直向下方向 2 物理最高點與幾何最高點 在 等效力場 做圓周運動的小球 經(jīng)常遇到小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動的臨界速度問題 小球能維持圓周運動的條件是能過最高點 而這里的最高點不一定是幾何最高點 而應(yīng)是物理最高點 如圖所示 在豎直邊界線O1O2左側(cè)空間存在一豎直向下的勻強電場 電場強度E 100N C 電場區(qū)域內(nèi)有一固定的粗糙絕緣斜面AB 其傾角為30 A點距水平地面的高度為h 4m BC段為一粗糙絕緣平面 其長度為L m 斜面AB與水平面BC由一段極短的光滑小圓弧連接 圖中未標(biāo)出 豎直邊界線O1O2右側(cè)區(qū)域固定一半徑為R 0 5m的半圓形光滑絕緣軌道 CD為半圓形光滑絕緣軌道的直徑 C D兩點緊貼豎直邊界線O1O2 位于電場區(qū)域的外部 忽略電場對O1O2右側(cè)空間的影響 現(xiàn)將一個質(zhì)量為m 1kg 電荷量為q 0 1C的帶正電的小球 可視為質(zhì)點 在A點由靜止釋放 且該小球與斜面AB和水平面BC間的動摩擦因數(shù)均為 求 g取10m s2 例2 1 小球到達C點時的速度大小 以小球為研究對象 由A點至C點的運動過程中 根據(jù)動能定理可得 mg Eq h mg Eq cos 答案 解析 2 小球到達D點時所受軌道的壓力大小 30N 以小球為研究對象 在由C點至D點的運動過程中 根據(jù)機械能守恒定律可得 答案 解析 3 小球落地點距離C點的水平距離 設(shè)小球做類平拋運動的加速度大小為a 根據(jù)牛頓第二定律可得mg qE ma 解得a 20m s2假設(shè)小球落在BC段 則應(yīng)用類平拋運動的規(guī)律列式可得x vDt 2R at2 答案 解析