作者单位:广东省海阳市第二中学
学习目标:
1.使中学生正确剖析受力
2.学会做功的估算
3.功能关系愈发熟练
例题:如图所示,带电平行金属板A、B,板间的电势差为U,A板带正电,B板中央有一小孔.一带正电的微粒,带电量为q,质量为m,自孔的正上方距板高h处自由下落,若微粒恰能落至A、B板的正中央c点,不计空气阻力,则()
A.微粒在下落过程中动能渐渐降低,重力势能逐步减少
B.微粒在下落过程中重力做功为mg(h+d2),电场力做功为-qU
C.微粒落入电场中,电势能逐步减小,其降低量为12qU
D.若微粒从距B板高1.5h处自由下落,则刚好能达到A板
【思路点拨】(1)电荷动能和重力势能及电势能的变化可利用动能定律,功能关系剖析.
(2)重力做功和电场力做功可用功的定义剖析
【解析】下落过程中带电粒子在电场中的运动,微粒的速率先减小后减弱带电粒子在电场中的运动,故动能先减小后减弱,重力势能渐渐减少,A错.微粒在下落了h+d2高度后,重力做功mg(h+d2),但电场力做功为-q×Ud×d2=-12qU,B错.微粒落入电场中,电场力做功-12qU,按照电场力做功与电势能变化关系知其电势能降低量为12qU,C对.按照题意mg(h+d2)-12qU=0,mg(h′+d)-qU=0,故h′=2h,D错.
答案:C
练习.如图所示,在A板附近有一电子由静止开始向B板运动,则关于电子抵达B板时的速度,下述解释正确的是()
A.两板宽度越大,加速的时间就越长,则获得的速度越大
B.两板宽度越小,加速的时间就越长,则获得的速度越大
C.获得的速度大小与两板间的距离无关,仅与加速电流U有关
D.两板宽度离越小,加速的时间越短,则获得的速度越小
【解析】由动能定律可得eU=12mvmv2,即v=2eUm),v的大小与U有关,与极板距离无关,C正确.
答案:C
小结:解决带电粒子在电场运动问题的思路
(1)对带电粒子进行受力剖析、运动特性剖析、做功情况剖析是选择规律进行解题的关键.
(2)选择解题的方式时优先从功能关系角度考虑,由于应用功能关系列式简单、方便、不易出错.