高考物理二輪復(fù)習(xí)專題10 電容器帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)（原卷版）

第頁(yè)碼頁(yè)碼頁(yè)/總NUMPAGES總頁(yè)數(shù)總頁(yè)數(shù)頁(yè)EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.2021年高考物理二輪復(fù)習(xí)熱點(diǎn)題型歸納與提分秘籍專題10電容器帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)目錄TOC\o"1-3"\h\u一、熱點(diǎn)題型歸納 1【題型一】有關(guān)平行板電容器的問(wèn)題分析 1【題型二】帶電粒子在電場(chǎng)中的加速直線與偏轉(zhuǎn) 4【題型三】帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 9【題型四】帶電粒子（帶電體）在電場(chǎng)中的力電綜合問(wèn)題 14二、高考力電綜合大題選編 20一、熱點(diǎn)題型歸納【題型一】有關(guān)平行板電容器的問(wèn)題分析【題型解碼】(1)兩類動(dòng)態(tài)問(wèn)題的分析要抓住C＝eq\f(Q,U)、C＝eq\f(εrS,4πkd)和E＝eq\f(U,d)三個(gè)基本關(guān)系．(2)板間粒子的運(yùn)動(dòng)常用動(dòng)力學(xué)方法或動(dòng)能定理分析．【典例分析1】(2020·寧夏大學(xué)附中四模)如圖所示，平行板電容器與直流電源、理想二極管(正向電阻為零，可以視為短路；反向電阻無(wú)窮大，可以視為斷路)連接，電源負(fù)極接地，初始時(shí)電容器不帶電，閉合開(kāi)關(guān)S穩(wěn)定后，一帶電油滴位于電容器極板間的P點(diǎn)且處于靜止?fàn)顟B(tài).下列說(shuō)法正確的是()A.減小極板間的正對(duì)面積，帶電油滴會(huì)向下移動(dòng)，且P點(diǎn)的電勢(shì)會(huì)降低B.減小極板間的正對(duì)面積，帶電油滴會(huì)向上移動(dòng)，且P點(diǎn)的電勢(shì)會(huì)降低C.將下極板上移，帶電油滴將向上運(yùn)動(dòng)D.斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，帶電油滴將向下運(yùn)動(dòng)【典例分析2】.(2020·安徽淮北市一模)如圖所示，平行板電容器與電源連接，下極板B接地，開(kāi)關(guān)S閉合，一帶電油滴在電容器中的P點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)．下列說(shuō)法正確的是()A．保持開(kāi)關(guān)S閉合，上極板A豎直上移一小段距離，電容器的電容增大B．保持開(kāi)關(guān)S閉合，上極板A豎直上移一小段距離，P點(diǎn)的電勢(shì)將升高C．保持開(kāi)關(guān)S閉合，上極板A豎直上移一小段距離過(guò)程中，電流計(jì)中電流方向向右D．開(kāi)關(guān)S先閉合后斷開(kāi)，上極板A豎直上移一小段距離，帶電油滴向下運(yùn)動(dòng)【提分秘籍】平行板電容器的動(dòng)態(tài)問(wèn)題分析(1)抓住三個(gè)基本公式：C＝eq\f(εrS,4πkd)，C＝eq\f(Q,U)，E＝eq\f(U,d)。(2)兩類動(dòng)態(tài)分析d、S、εr變化時(shí)U、Q、C、E變化的判斷依據(jù)：①充電后與電池兩極相連：U不變，C＝eq\f(εrS,4πkd)，Q＝CU(變化同C)，E＝eq\f(U,d)。②充電后與電池兩極斷開(kāi)：Q不變，C＝eq\f(εrS,4πkd)，U＝eq\f(Q,C)(變化與C相反)，E＝eq\f(U,d)＝eq\f(4πkQ,εrS)。(3)電勢(shì)和電勢(shì)能的變化結(jié)合電場(chǎng)的相關(guān)公式分析?！緩?qiáng)化訓(xùn)練】1.(2020·浙江名校協(xié)作體5月試題)如圖所示，平行板電容器帶有等量異號(hào)電荷，與靜電計(jì)相連，靜電計(jì)金屬外殼和電容器下極板都接地。在兩極板間有一固定在P點(diǎn)的點(diǎn)電荷，以E表示兩板間的電場(chǎng)強(qiáng)度，Ep表示點(diǎn)電荷在P點(diǎn)的電勢(shì)能，θ表示靜電計(jì)指針的偏角。若保持下極板不動(dòng)，將上極板向下移動(dòng)一小段距離至圖中虛線位置，則()A．θ增大，E增大 B．θ增大，Ep不變C．θ減小，Ep增大 D．θ減小，E不變2.研究與平行板電容器電容有關(guān)因素的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，下列說(shuō)法正確的是A．實(shí)驗(yàn)前，只用帶電玻璃棒與電容器a板接觸，能使電容器帶電B．實(shí)驗(yàn)中，只將電容器b板向上平移，靜電計(jì)指針的張角變小C．實(shí)驗(yàn)中，只在極板間插入有機(jī)玻璃板，靜電計(jì)指針的張角變大D．實(shí)驗(yàn)中，只增加極板帶電量，靜電計(jì)指針的張角變大，表明電容增大【題型二】帶電粒子在電場(chǎng)中的加速直線與偏轉(zhuǎn)【題型解碼】(1)帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般用牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合處理或用動(dòng)能定理處理．(2)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)一般從分解的角度處理．(3)注意帶電粒子重力能否忽略．【典例分析1】(2020·浙江7月選考·6)如圖所示，一質(zhì)量為m、電荷量為q(q>0)的粒子以速度v0從MN連線上的P點(diǎn)水平向右射入大小為E、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)中．已知MN與水平方向成45°角，粒子的重力可以忽略，則粒子到達(dá)MN連線上的某點(diǎn)時(shí)()A．所用時(shí)間為eq\f(mv0,qE)B．速度大小為3v0C．與P點(diǎn)的距離為eq\f(2\r(2)mv02,qE)D．速度方向與豎直方向的夾角為30°【典例分析2】(2020·全國(guó)卷Ⅰ·25)在一柱形區(qū)域內(nèi)有勻強(qiáng)電場(chǎng)，柱的橫截面是以O(shè)為圓心，半徑為R的圓，AB為圓的直徑，如圖所示．質(zhì)量為m，電荷量為q(q>0)的帶電粒子在紙面內(nèi)自A點(diǎn)先后以不同的速度進(jìn)入電場(chǎng)，速度方向與電場(chǎng)的方向垂直．已知?jiǎng)傔M(jìn)入電場(chǎng)時(shí)速度為零的粒子，自圓周上的C點(diǎn)以速率v0穿出電場(chǎng)，AC與AB的夾角θ＝60°.運(yùn)動(dòng)中粒子僅受電場(chǎng)力作用．(1)求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小；(2)為使粒子穿過(guò)電場(chǎng)后的動(dòng)能增量最大，該粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度應(yīng)為多大？(3)為使粒子穿過(guò)電場(chǎng)前后動(dòng)量變化量的大小為mv0，該粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的速度應(yīng)為多大？【典例分析3】．(2020·浙江溫州三模)示波管的結(jié)構(gòu)如圖(a)所示，偏轉(zhuǎn)電極YY′如右圖(b)所示，兩板間的距離為d、板長(zhǎng)為L(zhǎng)，在YY′間加上電壓U，讓電荷量為e、質(zhì)量為m的電子以速度v垂直電場(chǎng)進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電極，不計(jì)電子的重力．則電子穿過(guò)偏轉(zhuǎn)電極YY′的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．電子向Y′極板偏轉(zhuǎn)飛出B．電子射出電場(chǎng)時(shí)的偏移量ΔY＝eq\f(eUL2,2mdv2)C．射出電子的動(dòng)能增加了eUD．U越大，電子通過(guò)YY′極板的時(shí)間就越短【提分秘籍】1．電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題(1)動(dòng)能定理：不涉及t、a時(shí)可用．(2)牛頓第二定律＋運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：涉及a、t時(shí)可用．尤其是交變電場(chǎng)中，最好再結(jié)合v－t圖象使用．2．勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)問(wèn)題(1)用平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律處理：運(yùn)動(dòng)的分解．①沿初速度方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝eq\f(L,v0).②沿電場(chǎng)方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，加速度a＝eq\f(F,m)＝eq\f(qE,m)＝eq\f(qU,md).③離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的偏移量y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(qUL2,2mdv02).④速度偏向角tanφ＝eq\f(vy,v0)＝eq\f(qUx,mdv02)eq\o(→,\s\up7(x＝L))tanφ＝eq\f(qUL,mdv02)；位移偏向角tanθ＝eq\f(y,x)＝eq\f(qUx,2mdv02)eq\o(→,\s\up7(x＝L))tanθ＝eq\f(qUL,2mdv02).(2)動(dòng)能定理：涉及功能問(wèn)題時(shí)可用．注意：偏轉(zhuǎn)時(shí)電場(chǎng)力做功不一定是W＝qU板間，應(yīng)該是W＝qEy(y為偏移量)．3．非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題(1)運(yùn)動(dòng)電荷的軌跡偏向受力的一側(cè)，即合外力指向軌跡凹的一側(cè)；電場(chǎng)力一定沿電場(chǎng)線切線方向，即垂直于等勢(shì)面，從而確定電荷受力方向．(2)由電場(chǎng)力的方向與運(yùn)動(dòng)方向夾角，判斷電場(chǎng)力做功的正負(fù)，再由功能關(guān)系判斷動(dòng)能、電勢(shì)能的變化．【強(qiáng)化訓(xùn)練】1.(2020·安徽黃山市高三期末)如圖所示，勻強(qiáng)電場(chǎng)中有一個(gè)以O(shè)為圓心、半徑為R的圓，電場(chǎng)方向與圓所在平面平行，圓上有三點(diǎn)A、B、C，其中A與C的連線為豎直直徑，∠A＝30°.有兩個(gè)完全相同的帶正電粒子，帶電荷量均為q(q＞0)，以相同的初動(dòng)能Ek從A點(diǎn)先后沿不同方向拋出，它們分別運(yùn)動(dòng)到B、C兩點(diǎn)．若粒子運(yùn)動(dòng)到B、C兩點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能分別為EkB＝2Ek、EkC＝3Ek，不計(jì)粒子的重力和粒子間的相互作用，則勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小為()A.eq\f(Ek,qR) B.eq\f(2Ek,qR)C.eq\f(\r(3)Ek,3qR) D.eq\f(2\r(3)Ek,3qR)2.(多選)(2020·浙江寧波“十?！?月聯(lián)考)如圖所示，三個(gè)同樣的帶電粒子(不計(jì)重力)同時(shí)從同一位置沿同一方向垂直于電場(chǎng)線射入平行板電容器間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，它們的運(yùn)動(dòng)軌跡分別用a、b、c標(biāo)出，不考慮帶電粒子間的相互作用，下列說(shuō)法中正確的是()A．當(dāng)b飛離電場(chǎng)的同時(shí)，a剛好打在下極板上B．b和c同時(shí)飛離電場(chǎng)C．進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)，c的速度最大，a的速度最小D．在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)過(guò)程中c的動(dòng)能增加量最小，a、b的動(dòng)能增加量相同3.(多選)(2020·江蘇南京市、鹽城市一模)兩個(gè)質(zhì)量相等、電荷量不等的帶電粒子甲、乙，先后以不同的速率沿著HO方向垂直射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)方向豎直向上，它們?cè)趫A形區(qū)域中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示．不計(jì)粒子所受的重力，則下列說(shuō)法中正確的是()A．甲粒子帶正電荷B．乙粒子所帶的電荷量比甲粒子少C．甲粒子在圓形區(qū)域中電勢(shì)能變化量小D．乙粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)具有的動(dòng)能比甲粒子大【題型三】帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【題型解碼】1.在交變電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，一般是幾段變速運(yùn)動(dòng)組合．可畫(huà)出v－t圖象，分析速度、位移變化．2.在交變電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)若是幾段類平拋運(yùn)動(dòng)的組合，可分解后畫(huà)出沿電場(chǎng)方向分運(yùn)動(dòng)的v－t圖象，分析速度變化，或是分析偏轉(zhuǎn)位移與偏轉(zhuǎn)電壓的關(guān)系式．【典例分析1】(2019·湖北黃岡模擬)一勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨時(shí)間t變化的圖象如圖1所示，在該勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一個(gè)帶電粒子于t＝0時(shí)刻由靜止釋放，若帶電粒子只受電場(chǎng)力作用，則下列說(shuō)法中正確的是()A．帶電粒子只向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)B．0～2s內(nèi)，電場(chǎng)力做功等于0C．4s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)D．2.5～4s內(nèi)，電場(chǎng)力做功等于0【典例分析2】(2020·北京市高三學(xué)業(yè)考試)如圖甲所示，真空中水平放置兩塊長(zhǎng)度為2d的平行金屬板P、Q，兩板間距為d，兩板間加上如圖乙所示最大值為U0的周期性變化的電壓．在兩板左側(cè)緊靠P板處有一粒子源A，自t＝0時(shí)刻開(kāi)始連續(xù)釋放初速度大小為v0、方向平行于金屬板的相同帶電粒子，t＝0時(shí)刻釋放的粒子恰好從Q板右側(cè)邊緣離開(kāi)電場(chǎng)．已知電場(chǎng)變化周期T＝eq\f(2d,v0)，粒子質(zhì)量為m，不計(jì)粒子重力及粒子間的作用力，則()A．在t＝0時(shí)刻進(jìn)入的粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度大小為eq\f(1,2)v0B．粒子的電荷量為eq\f(mv02,2U0)C．在t＝eq\f(1,8)T時(shí)刻進(jìn)入的粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)豎直方向上的位移為eq\f(d,4)D．在t＝eq\f(1,4)T時(shí)刻進(jìn)入的粒子剛好從P板右側(cè)邊緣離開(kāi)電場(chǎng)【提分秘籍】1．常見(jiàn)的交變電場(chǎng)常見(jiàn)的產(chǎn)生交變電場(chǎng)的電壓波形有方形波、鋸齒波、正弦波等．2．常見(jiàn)的試題類型此類題型一般有三種情況：(1)粒子做單向直線運(yùn)動(dòng)(一般用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解)．(2)粒子做往返運(yùn)動(dòng)(一般分段研究)．(3)粒子做偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(一般根據(jù)交變電場(chǎng)特點(diǎn)分段研究)．3．解答帶電粒子在交變電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的思維方法(1)注重全面分析(分析受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律)，抓住粒子的運(yùn)動(dòng)具有周期性和在空間上具有對(duì)稱性的特征，求解粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度、位移、做功或確定與物理過(guò)程相關(guān)的邊界條件．(2)分析時(shí)從兩條思路出發(fā)：一是力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，根據(jù)牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律分析；二是功能關(guān)系．(3)注意對(duì)稱性和周期性變化關(guān)系的應(yīng)用．4.利用速度圖象分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程時(shí)的注意事項(xiàng)(1)帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)的時(shí)刻；(2)速度圖象的切線斜率表示加速度；(3)圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移，且在橫軸上方所圍成的面積為正，在橫軸下方所圍成的面積為負(fù)；(4)注意對(duì)稱性和周期性變化關(guān)系的應(yīng)用；(5)圖線與橫軸有交點(diǎn)，表示此時(shí)速度改變方向，對(duì)運(yùn)動(dòng)很復(fù)雜、不容易畫(huà)出速度圖象的問(wèn)題，還應(yīng)逐段分析求解．5.交變電壓的周期性變化，勢(shì)必會(huì)引起帶電粒子的某個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程和某些物理量的周期性變化，所以應(yīng)注意：(1)分過(guò)程解決．“一個(gè)周期”往往是我們的最佳選擇．(2)建立模型．帶電粒子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程往往能在力學(xué)中找到它的類似模型．(3)正確的運(yùn)動(dòng)分析和受力分析：合力的變化影響粒子的加速度(大小、方向)變化，而物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)則由加速度和速度的方向關(guān)系確定．【強(qiáng)化訓(xùn)練】1.(多選)(2020·四川成都七中模擬)如圖甲所示，在平行板電容器A、B兩極板間加上如圖乙所示的交變電壓，t＝0時(shí)刻A板電勢(shì)比B板高，兩板中間靜止一電子，設(shè)電子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不與兩板相碰，而且電子只受電場(chǎng)力作用，規(guī)定向左為正方向，則下列敘述正確的是()A．在t＝0時(shí)刻釋放電子，則電子運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖丙圖線一所示，該電子一直向B板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)B．若t＝eq\f(T,8)時(shí)刻釋放電子，則電子運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖線二所示，該電子一直向B板做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．若t＝eq\f(T,4)時(shí)刻釋放電子，則電子運(yùn)動(dòng)的v－t圖象如圖線三所示，該電子在2T時(shí)刻在出發(fā)點(diǎn)左邊D．若t＝eq\f(3,8)T時(shí)刻釋放電子，在2T時(shí)刻電子在出發(fā)點(diǎn)的右邊2.(2019·遼寧沈陽(yáng)質(zhì)檢)如圖中a所示的xOy平面處于勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向與x軸平行，電場(chǎng)強(qiáng)度E隨時(shí)間t變化的周期為T(mén)，變化圖線如圖b所示，E為＋E0時(shí)電場(chǎng)強(qiáng)度的方向沿x軸正方向．有一帶正電的粒子P，在某一時(shí)刻t0以某一速度v沿y軸正方向自坐標(biāo)原點(diǎn)O射入電場(chǎng)，粒子P經(jīng)過(guò)時(shí)間T到達(dá)的點(diǎn)記為A(A點(diǎn)在圖中未畫(huà)出)．若t0＝0，則OA連線與y軸正方向夾角為45°，不計(jì)粒子重力．(1)求粒子的比荷；(2)若t0＝eq\f(T,4)，求A點(diǎn)的坐標(biāo)；(3)若t0＝eq\f(T,8)，求粒子到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度．【題型四】帶電粒子（帶電體）在電場(chǎng)中的力電綜合問(wèn)題【題型解碼】1.勻強(qiáng)電場(chǎng)可與重力場(chǎng)合成用一合場(chǎng)代替，即電場(chǎng)力與重力合成一合力，用該合力代替兩個(gè)力．2.力電綜合問(wèn)題注意受力分析、運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析，應(yīng)用動(dòng)力學(xué)知識(shí)或功能關(guān)系解題．【典例分析1】(2020·河南高三二模)如圖所示，在電場(chǎng)強(qiáng)度方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的粒子從A點(diǎn)以初速度v0豎直向上拋出，粒子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度方向水平，大小也為v0，重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力．下列說(shuō)法正確的是()A．粒子在該過(guò)程中克服電場(chǎng)力做功eq\f(1,2)mv02B．勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小為eq\f(2mg,q)C．粒子在A點(diǎn)的電勢(shì)能比在B點(diǎn)的電勢(shì)能大eq\f(1,2)mv02D．粒子從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)所用的時(shí)間為eq\f(v0,g)【典例分析2】.(2020·浙江寧波市重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖所示，相距為d的平行板A和B之間有電場(chǎng)強(qiáng)度為E、方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)．電場(chǎng)中C點(diǎn)距B板的距離為0.3d，D點(diǎn)距A板的距離為0.2d，有一個(gè)質(zhì)量為m的帶電微粒沿圖中虛線所示的直線從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn)，若重力加速度為g，則下列說(shuō)法正確的是()A．該微粒在D點(diǎn)時(shí)的電勢(shì)能比在C點(diǎn)時(shí)的大B．該微粒做勻變速直線運(yùn)動(dòng)C．在此過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)微粒做的功為0.5mgdD．該微粒帶正電，所帶電荷量大小為q＝eq\f(mg,E)【典例分析3】(2020·浙江杭州建人高復(fù)模擬)一內(nèi)壁光滑、半徑為R的光滑圓軌道豎直固定在桌面上，整個(gè)裝置處在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)方向豎直向下，大小E＝eq\f(mg,q)(E未知)，一個(gè)質(zhì)量為m，帶電荷量為＋q的小球靜止在軌道底部A點(diǎn)，現(xiàn)用小錘沿水平方向快速擊打小球，擊打后迅速移開(kāi)，使小球沿軌道在豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球回到A點(diǎn)時(shí)，再次用小錘沿運(yùn)動(dòng)方向擊打小球，經(jīng)過(guò)兩次擊打，小球才能運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)，已知小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終未脫離軌道，第一次擊打過(guò)程中小錘對(duì)小球做功W，第二次擊打過(guò)程中小錘對(duì)小球做功4W，設(shè)兩次擊打過(guò)程中小錘對(duì)小球做的功全部用來(lái)增加小球的動(dòng)能，則W的值可能是()A．3mgR B.eq\f(3mgR,2)C.eq\f(3mgR,4) D.eq\f(5mgR,2)【典例分析4】(2020·重慶市九校聯(lián)考)在如圖所示的平面直角坐標(biāo)系xOy中，第Ⅰ象限區(qū)域內(nèi)有沿y軸正方向(豎直向上)的勻強(qiáng)電場(chǎng)，電場(chǎng)強(qiáng)度大小E0＝50N/C；第Ⅳ象限區(qū)域內(nèi)有一寬度d＝0.2m、方向沿x軸正方向(水平向右)的勻強(qiáng)電場(chǎng)．質(zhì)量m＝0.1kg、帶電荷量q＝＋1×10－2C的小球從y軸上P點(diǎn)以一定的初速度垂直y軸方向進(jìn)入電場(chǎng)，通過(guò)第Ⅰ象限后，從x軸上的A點(diǎn)進(jìn)入第Ⅳ象限，并恰好沿直線通過(guò)該區(qū)域后從B點(diǎn)離開(kāi)，已知P、A的坐標(biāo)分別為(0,0.4)、(0.4,0)，取重力加速度g＝10m/s2.求：(1)初速度v0的大??；(2)A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB；(3)小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小．【提分秘籍】1帶電粒子在電場(chǎng)中力電綜合問(wèn)題的分析思路(1)首先分析粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，確定粒子在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)還是曲線運(yùn)動(dòng)。(2)對(duì)于直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，可根據(jù)對(duì)粒子的受力分析與運(yùn)動(dòng)分析，從以下兩種途徑進(jìn)行處理：①如果是帶電粒子受恒定電場(chǎng)力作用下的直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定帶電粒子的速度、位移等。②如果是非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，一般利用動(dòng)能定理分析全過(guò)程中能的轉(zhuǎn)化，研究帶電粒子的速度變化、運(yùn)動(dòng)的位移等。(3)對(duì)于曲線運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，通常有以下兩種情況：①對(duì)于在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的曲線運(yùn)動(dòng)，一般是類平拋運(yùn)動(dòng)，通常采用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法處理。通過(guò)對(duì)帶電粒子的受力分析和運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析，借助運(yùn)動(dòng)的合成與分解，尋找兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)，再應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律或運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求解。②對(duì)于在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的曲線運(yùn)動(dòng)，一般是根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律、曲線運(yùn)動(dòng)知識(shí)和動(dòng)能定理、能量守恒定律定性分析。(4)當(dāng)帶電粒子從一個(gè)電場(chǎng)區(qū)域進(jìn)入另一個(gè)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)，要注意分析帶電粒子的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的變化及兩區(qū)域電場(chǎng)交界處的有關(guān)聯(lián)的物理量，這些關(guān)聯(lián)量往往是解決問(wèn)題的突破口。2.帶電體在電場(chǎng)、重力場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題1．等效重力法將重力與電場(chǎng)力進(jìn)行合成，如圖所示，則F合為等效重力場(chǎng)中的“重力”，g′＝eq\f(F合,m)為等效重力場(chǎng)中的“等效重力加速度”，F(xiàn)合的方向等效為“重力”的方向，即在等效重力場(chǎng)中的豎直向下方向．2．物理最高點(diǎn)與幾何最高點(diǎn)在“等效力場(chǎng)”中做圓周運(yùn)動(dòng)的小球，經(jīng)常遇到小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的臨界速度問(wèn)題．小球能維持圓周運(yùn)動(dòng)的條件是能過(guò)最高點(diǎn)，而這里的最高點(diǎn)不一定是幾何最高點(diǎn)，而應(yīng)是物理最高點(diǎn)．幾何最高點(diǎn)是圖形中所畫(huà)圓的最上端，是符合人眼視覺(jué)習(xí)慣的最高點(diǎn)．而物理最高點(diǎn)是物體在圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度最小(稱為臨界速度)的點(diǎn)．【強(qiáng)化訓(xùn)練】1.(2020·浙江綠色聯(lián)盟12月聯(lián)考)如圖所示，A和B是兩個(gè)點(diǎn)電荷，電荷量均為q，A固定在絕緣水平面上，在A的上方有一塊絕緣板，B放在板上，且B正好在A的正上方，B的質(zhì)量為m.現(xiàn)使板從靜止開(kāi)始，以加速度a豎直向下勻加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到某一位置時(shí)B恰好對(duì)絕緣板無(wú)壓力，如果這個(gè)位置正好將原來(lái)A與B的距離分成上下之比為2∶1的兩部分，則在此過(guò)程中，電場(chǎng)力和板的支持力對(duì)B做功的代數(shù)和是(已知靜電力常量為k，重力加速度為g，且a<g)()A．－2qeq\r(kmg－a) B．－3qeq\r(kmg－a)C．－eq\f(q,2)eq\r(kmg－a) D．－eq\f(q,2)eq\r(2kmg－a)2.(2020·陜西榆林市高三第一次模擬)如圖，平行板電容器兩個(gè)極板與水平地面成2α角，在平行板間存在著勻強(qiáng)電場(chǎng)，直線CD是兩板間一條垂直于板的直線，豎直線EF與CD交于O點(diǎn)，一個(gè)帶電小球沿著∠FOD的角平分線從A點(diǎn)經(jīng)O點(diǎn)向B點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng)，重力加速度為g.則在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A．小球帶正電B．小球可能做勻加速直線運(yùn)動(dòng)C．小球加速度大小為gcosαD．小球重力勢(shì)能的增加量等于電勢(shì)能的增加量3.(多選)(2020·河南鄭州市線上測(cè)試)如圖所示，在地面上方的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為＋q的小球，系在一根長(zhǎng)為l的絕緣細(xì)線一端，可以在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)．AB為圓周的水平直徑，CD為豎直直徑．已知重力加速度為g，電場(chǎng)強(qiáng)度為eq\f(mg,q)，下列說(shuō)法正確的是()A．若小球在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，則它運(yùn)動(dòng)的最小速度為eq\r(gl)B．若小球在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，則小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能最大C．若將小球在A點(diǎn)由靜止開(kāi)始釋放，它將在ACBD圓弧上往復(fù)運(yùn)動(dòng)D．若去掉細(xì)線，將小球在A點(diǎn)以大小為eq\r(gl)的速度豎直向上拋出，它將能夠到達(dá)B點(diǎn)4.(2020·山東煙臺(tái)模擬)在平行于紙面內(nèi)的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一電荷量為q的帶正電粒子，僅在電場(chǎng)力作用下，粒子從電場(chǎng)中A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，速度大小由2v0變?yōu)関0，粒子的初、末速度與AB連線的夾角均為30°，如圖所示，已知A、B兩點(diǎn)間的距離為d，則該勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度為()A．eq\f(\r(3)mv\o\al(2,0),qd)，方向豎直向上 B．eq\f(\r(3)mv\o\al(2,0),qd)，方向斜向左下方C．eq\f(3mv\o\al(2,0),qd)，方向豎直向上 D．eq\f(\r(21)mv\o\al(2,0),2qd)，方向斜向左下方二、高考力電綜合大題選編1.(2020·云南昆明市高三“三診一?！睖y(cè)試)如圖所示，平面直角坐標(biāo)系的x軸沿水平方向，在第一象限內(nèi)y軸與直線x＝L之間存在沿y軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)．一個(gè)質(zhì)量為m，帶電荷量為q(q＞0)的小球(重力不能忽略)，以初速度v0從坐標(biāo)原點(diǎn)O沿x軸正方向射入電場(chǎng)，一段時(shí)間后以eq\r(2)v0的速度從第一象限內(nèi)的A點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)射出電場(chǎng)，重力加速度為g.求：(1)A點(diǎn)的縱坐標(biāo)；(2)電場(chǎng)強(qiáng)度E的大小．2.(2020·北京市門(mén)頭溝區(qū)一模)如圖所示，第一象限中有沿x軸的正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，第二象限中有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，兩電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等．一個(gè)質(zhì)量為m，電荷量為－q的帶電質(zhì)點(diǎn)以初速度v0從x軸上P(－L，0)點(diǎn)射入第二象限，已知帶電質(zhì)點(diǎn)在第一和第二象限中都做直線運(yùn)動(dòng)，并且