2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 靜電場本章科學(xué)素養(yǎng)提升學(xué)案

2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第七章 靜電場本章科學(xué)素養(yǎng)提升學(xué)案規(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.經(jīng)典案例審題流程例1如圖1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(qiáng)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(qiáng)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(jì)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(jì))，求：圖1(1)微粒穿過B板小孔時(shí)的速度多大？(2)為了使微粒能在C、D板間運(yùn)動而不碰板，C、D板間的電場強(qiáng)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(shí)間微粒會通過半圓形金屬板間的最低點(diǎn)P點(diǎn)？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(shí)的速度為v，根據(jù)動能定理得qUmv2(3分)解得：v(2分)(2)微粒進(jìn)入半圓形金屬板后，電場力提供向心力，由牛頓第二定律得：qEmm(3分)聯(lián)立解得：E(2分)(3)微粒從釋放開始經(jīng)t1射入B板的小孔，則：dvt1(2分)解得：t12d(1分)設(shè)微粒在半圓形金屬板間運(yùn)動經(jīng)過t2第一次到達(dá)最低點(diǎn)P點(diǎn)，則：t2·(2分)從釋放微粒開始到微粒第一次到達(dá)P點(diǎn)經(jīng)過的時(shí)間：t1t2(2d) (2分)根據(jù)運(yùn)動的對稱性可知，再經(jīng)過2(t1t2)時(shí)間微粒再一次經(jīng)過P點(diǎn)，所以微粒經(jīng)過P點(diǎn)的時(shí)間：t(2k1)(2d) (k0、1、2)(3分)第一問：(1)只列出式，沒能計(jì)算出結(jié)果，只得3分.(2)不列式，而列出的是qma和v22ad也可得3分，計(jì)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(dá)方程，否則計(jì)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qEm和L2R也可得3分.(2)如果只列qEm，沒有列出L與R的關(guān)系式，計(jì)算結(jié)果正確，扣1分，如果計(jì)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(jì)算出結(jié)果，但最終結(jié)果正確，不扣分，計(jì)算結(jié)果錯誤，只得2分.(2)沒有列出式，而列出的是T和t2T，最終結(jié)果正確，不扣分，計(jì)算結(jié)果錯誤，只得1分.(3)沒有考慮到運(yùn)動的周期性，但說明了再經(jīng)過2(t1t2)時(shí)間微粒再一次經(jīng)過P點(diǎn)，且結(jié)果正確，可得1分.答題規(guī)則：在時(shí)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(yùn)動，要關(guān)注以下兩點(diǎn)：一是對帶電粒子進(jìn)行受力分析時(shí)，注意帶電粒子受到的電場力的方向與運(yùn)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(yùn)動狀態(tài)1等效重力法將重力與電場力進(jìn)行合成，如圖2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(xiàn)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圖22物理最高點(diǎn)與幾何最高點(diǎn)在“等效力場”做圓周運(yùn)動的小球，經(jīng)常遇到小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動的臨界速度問題小球能維持圓周運(yùn)動的條件是能過最高點(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)例2如圖3所示，在豎直邊界線O1O2左側(cè)空間存在一豎直向下的勻強(qiáng)電場，電場強(qiáng)度E100N/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(diǎn)距水平地面的高度為h4mBC段為一粗糙絕緣平面，其長度為Lm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R0.5m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(diǎn)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m1kg、電荷量為q0.1C的帶正電的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))在A點(diǎn)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)圖3(1)小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大?。?2)小球到達(dá)D點(diǎn)時(shí)所受軌道的壓力大??；(3)小球落地點(diǎn)距離C點(diǎn)的水平距離答案(1)2m/s(2)30N(3)m解析(1)以小球?yàn)檠芯繉ο?，由A點(diǎn)至C點(diǎn)的運(yùn)動過程中，根據(jù)動能定理可得(mgEq)h(mgEq)cos 30°(mgEq)Lmv0，解得vC2 m/s.(2)以小球?yàn)檠芯繉ο?，在由C點(diǎn)至D點(diǎn)的運(yùn)動過程中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得mvmvmg·2R在最高點(diǎn)以小球?yàn)檠芯繉ο?，可得FNmgm，解得FN30 N，vD2 m/s.(3)設(shè)小球做類平拋運(yùn)動的加速度大小為a，根據(jù)牛頓第二定律可得mgqEma，解得a20 m/s2假設(shè)小球落在BC段，則應(yīng)用類平拋運(yùn)動的規(guī)律列式可得xvDt,2Rat2，解得x m m，假設(shè)正確