1、2012高考物理二轮复习教案：母题系列精品教案高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究母题，掌握母题解法，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。母题七十三、带电粒子在匀强电场中的运动【方法归纳】带电粒子在匀强电场中的运动按照类平抛运动规律解答。例73、（2009年安徽卷第23题）如图所示，匀强电场方向沿轴的正方向，场强为E。在A（d，0）点有一个静止的中性微粒，由于内部作用，某一时刻突然分裂成两个质量均为的带电微粒，其中电荷量为q的微粒1沿轴负方向运动，经过一段时间到达（0，d）点。不计重力和分裂后两微粒间的作用。试求
2、（1）分裂时两个微粒各自的速度；（2）当微粒1到达（0，d）点时，电场力对微粒1做功的瞬间功率； （3）当微粒1到达（0，d）点时，两微粒间的距离。解析：（1）微粒1在y方向不受力，做匀速直线运动；在x方向由于受恒定的电场力，做匀加速直线运动。所以微粒1做的是类平抛运动。设微粒1分裂时的速度为v1，微粒2的速度为v2则有：在y方向上有 在x方向上有 根号外的负号表示沿y轴的负方向。中性微粒分裂成两微粒时，遵守动量守恒定律，有 方向沿y正方向。（2）设微粒1到达（0，d）点时的速度为v，则电场力做功的瞬时功率为其中由运动学公式所以（3）两微粒的运动具有对称性，如图所示，当微粒1到达（0，d）点时
3、发生的位移则当当微粒1到达（0，d）点时，两微粒间的距离为衍生题1（2006四川理综卷第24.题）如图所示的电路中，两平行金属板A、B水平放置，两板间的距离d=40 cm。电源电动势E=24V,内电阻r=1 ，电阻R=15 。闭合开关S，待电路稳定后，将一带正电的小球从B板小孔以初速度v0=4 m/s竖直向上射入板间。若小球带电量为q=110-2 C,质量为m=210-2 kg,不考虑空气阻力。那么，滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A板?此时，电源的输出功率是多大？(取g=10 m/s2)解析: (1)小球进入板间后，受重力和电场力作用，且到A板时速度为零。设两板间电压为UAB由
4、动能定理得 -mgd-qUAB=0- 滑动变阻器两端电压 U滑=UAB=8 V 设通过滑动变阻器电流为I,由欧姆定律得I= =1A。 滑动变阻器接入电路的电阻 (2)电源的输出功率 P出=I2(R+R滑)=23 W 衍生题2（2012浙江期中测试）如图甲所示，边长为L的正方形区域ABCD内有竖直向下的匀强电场，电场强度为E，与区域边界BC相距L处竖直放置足够大的荧光屏，荧光屏与AB延长线交于O点。现有一质量为m,电荷量为+q的粒子从A点沿AB方向以一定的初速进入电场，恰好从BC边的中点P飞出，不计粒子重力。（1）求粒子进入电场前的初速度的大小？（2）其他条件不变，增大电场强度使粒子恰好能从CD
5、边的中点Q飞出，求粒子从Q点飞出时的动能？（3）现将电场分成AEFD和EBCF相同的两部分，并将EBCF向右平移一段距离x（xL），如图乙所示。设粒子打在荧光屏上位置与O点相距y，请求出y与x的关系？解：(1)粒子在电场内做类平抛运动，水平方向：L=v0t 竖直方向：得 （2）其它条件不变，增大电场强度，从CD边中点Q飞出与从BC边中点P飞出相比，水平位移减半，竖直位移加倍，根据类平抛运动知识y=1/2at2 x=v0t 则加速度为原来8倍，电场强度为原来8倍，电场力做功为W1=8EqL 粒子从CD边中点Q飞出时的动能 （3）将EBCF向右平移一段距离x，粒子在电场中的类平抛运动分成两部分，在
6、无电场区域做匀速直线运动，轨迹如图所示， 。 。 衍生题3.（2012福建三市联考分）如图所示，在xoy坐标系中，两平行金属板如图放置，OD与x轴重合，板的左端与原点O重合，板长L=2m，板间距离d=1m,紧靠极板右侧有一荧光屏.两金属板间电压UAO变化规律如图所示，变化周期为T=210-3s，U0=103V，t=0时刻一带正电的粒子从左上角A点，以平行于AB边v0=1000m/s的速度射入板间，粒子电量q=110-5C,质量m=110-7kg.不计粒子所受重力.求:（1）粒子在板间运动的时间;（2）粒子打到荧光屏上的纵坐标;（3）粒子打到屏上的动能.解析:粒子在板间沿x轴匀速运动，运动时间为
7、t，L=v0t （2分） s （1分）(2)0时刻射入的粒子在板间偏转量最大为y1 （2分） （2分）m （1分）纵坐标 （1分）(3)粒子出射时的动能，由动能定理得： （1分） （1分）J （1分）衍生题4. （2007上海物理第22题）如图所示，边长为L的正方形区域abcd内存在着匀强电场。电量为q、动能为Ek的带电粒子从a点沿ab方向进入电场，不计重力。（1）若粒子从c点离开电场，求电场强度的大小和粒子离开电场时的动能；（2）若粒子离开电场时动能为Ek，则电场强度为多大？解析：（1）Lv0t，L，所以E，由动能定理qELEktEk，所以EktqELEk5Ek。（2）若粒子由bc边离开电场
8、，Lv0t，vy，EkEkmvy2，所以E，若粒子由cd边离开电场，qELEkEk，所以E。衍生题5.（2008上海物理第 23题）如图所示为研究电子枪中电子在电场中运动的简化模型示意图。在Oxy平面的ABCD区域内，存在两个场强大小均为E的匀强电场I和II，两电场的边界均是边长为L的正方形（不计电子所受重力）。（1）在该区域AB边的中点处由静止释放电子，求电子离开ABCD区域的位置。（2）在电场I区域内适当位置由静止释放电子，电子恰能从ABCD区域左下角D处离开，求所有释放点的位置。（3）若将左侧电场II整体水平向右移动L/n（n1），仍使电子从ABCD区域左下角D处离开（D不随电场移动），
9、求在电场I区域内由静止释放电子的所有位置。解析：（1）设电子的质量为m，电量为e，电子在电场I中做匀加速直线运动，出区域I时的为v0，此后电场II做类平抛运动，假设电子从CD边射出，出射点纵坐标为y，有解得y，所以原假设成立，即电子离开ABCD区域的位置坐标为（2L，）（2）设释放点在电场区域I中，其坐标为（x，y），在电场I中电子被加速到v1，然后进入电场II做类平抛运动，并从D点离开，有解得xy，即在电场I区域内满足议程的点即为所求位置。（3）设电子从（x，y）点释放，在电场I中加速到v2，进入电场II后做类平抛运动，在高度为y处离开电场II时的情景与（2）中类似，然后电子做匀速直线运动，
10、经过D点，则有，解得，即在电场I区域内满足议程的点即为所求位置衍生题6（2012江西四市联考）质量m=2010-4kg、电荷量q=1010-6C的带正电微粒悬停在空间范围足够大的匀强电场中，电场强度大小为E1在t=0时刻，电场强度突然增加到E2=40103N/C，场强方向保持不变到t=020s时刻再把电场方向改为水平向右，场强大小保持不变取g=10m/s2求：（1）原来电场强度E1的大小？（2）t=020s时刻带电微粒的速度大小？（3）带电微粒运动速度水平向右时刻的动能？解：（1）当场强为E1的时候，带正电微粒静止，所以mg=E1q（2分）所以 （1分）（2）当场强为E2的时候，带正电微粒由静
11、止开始向上做匀加速直线运动，设020s后的速度为v， 由牛顿第二定律：E2q-mg=ma（2分）由运动学公式 v=at=2m/s（1分）（3）把电场E2改为水平向右后，带电微粒在竖直方向做匀减速运动，设带电微粒速度达到水平向右所用时间为t1，则 0-v1=-gt1 解得：t1=020s （2分）设带电微粒在水平方向电场中的加速度为a2，根据牛顿第二定律 q E2=ma2 ， 解得：a2=20m/s2 （2分）设此时带电微粒的水平速度为v2， v2=a2t1，解得：v2=40m/s设带电微粒的动能为Ek， Ek=1610-3J（2分）衍生题7（2012湖南衡阳六校联考）如图所示，水平放置的平行板
12、电容器，原来AB两板不带电，B极板接地，它的极板长L= 0.1m，两板间距离d = 0.4 cm，现有一微粒质量m=2.010-6kg，带电量q=+1.010-8C，以一定初速度从两板中央平行于极板射入，由于重力作用微粒恰好能落到A板上中点O处，取g=10m/s2试求：带电粒子入射初速度的大小；现使电容器带上电荷，使带电微粒能从平行板电容器的右侧射出，则带电后A板的电势为多少？解析：（1）电容器不带电时，微粒做平抛运动，设初速度为v0，则有： （1分） （1分） 联立两式得： （1分） 代入数据得：v0=2.5m/s （1分）（2）若使微粒能从电容器右侧射出，则要求A板的电势大于0，且B板接地电势等于0，则有 (1分)A板电势最小时，微粒刚好从A板右侧边缘射出，则有： （1分） （1分）且： （1分）联立以上各式 V （1分）A板电势最大时，微粒刚好从B板右侧边缘射出，则有： （1分） 且有： a2=a1 （1分）代入数据解得： V （1分）综上可得：6V10V.精品资料。欢迎使用。高考资源网w。w-w*k&s%5￥u高考资源网w。w-w*k&s%5￥u
