用图像法巧解一道物理竞赛题

原题.(第20届物理竞赛预赛第7题)图1中,A和B是真空中的两块面积很大的平行金属板,加上周期为T的交流电压,在两板间产生交变的匀强电场.已知B板电势为0,A板电势UA随时间变化的规律如图2所示,其中UA的最大值为U0,最小值为一2U.在图1中,虚线MN表示与A、B板平行等距的一个较小的面,此面到A和B的距离皆为l.在此平面所在处,不断地产生电荷量为q、质量为m的带负电的微粒,各个时刻产生带电微粒的机会均等.这种微粒产生后,从静止出发在电场力的作用下运动.设微粒一旦碰到金属板,它就附在板上不再运动.且其电荷量同时消失,不影响A、B板的电压.已知上述的T、U0、l、q和m等各量的值正好满足等式l2=3/16U0q/2m(T/2)2.若在交流电压变化的每个周期T内,平均产生320个上述微粒,试论证在t=0到t=T/2这段时间内产生的微粒中,有多少可到达A板(不计重力和微粒之间的相互作用).     

应用直角坐标系平移分析一道竞赛题

[第 2 0届全国中学生物理竞赛预赛试题第七题 ]图 1中A和B是真空中的两块面积很大的平行金属板 ,加上周期为T的交流电压 ,在两板间产生交变的匀强电场 ,已知B板电势为零 ,A板电势UA 随时间变化的规律如图 2所示 ,其中UA 的最大值为U0 ,最小值为 -2U0 .在图 1中虚线MN表示与A、B板平行等距的一个较小的面 ,此面到A和B的距离皆为l.在此面所在处 ,不断地产生电量为 q、质量为m的带负电的微粒 ,各个时刻产生带电微粒的机会均等 ,这种微粒产生后 ,从静止出发在电场力的作用下运动 .设微粒一旦碰到金属板 ,它就附在板上不再运动 ,且其电量…     

图解带电粒子在交变电场中的运动(高二、高三)

带电粒子在交变电场中的运动是一大难点,我发现用图象解决此类问题大为方便. 例1 在两个平行金属板A、B上加如图1所示的交变电压,其最大值为U,周期为T.在t=0时刻,A板处有一个质量为m,电量为q的正离子从静止开始向B板运动(离子重力不计,开始时刻A板电势较     

高中物理电、磁学易错题解题技巧分析

<正>电、磁学部分是整个高中物理学习的重难点部分,为了帮助同学们突破这一重难点的学习,下面以实际例题为依托,就此部分习题解答中常见的几种易错题型进行分析。一、对运动理解不透彻例1假如平行金属板A、B中间的小孔与板面垂直,且两金属板间的距离为l,若在这两个金属板上加入低频交流电压,则A板电势为0,B板电势u=U0cosωt。在不考虑初速度和重力等物理因素的前提下,一个电子在t=0时经过金属板A上的小孔进入     

用ν—t图象求解一道高考题

1994年高考物理试卷畔,多选题第19题,一般用定性分析即可得出评分标准中的结果。在这里再用v—t图象来仔细讨论一下该题 题目:图1中A、B是一对平行金属板。在两板间加上一周期为了的交变电压U_0,A板的电势U_A=0,B板的电势U_B随时间的变化规律为:在0到T/2的时间内,U_B=U_0(正整常数);在T/2到T的时间内。U_B=-U_0;在T到(3T)/2的时间内,U_B=U_0;在(3T)/2到2T的时间内,U_B=-U_0;……现有一电子从A板上的小孔进入两板间的电场区内。设电子的初速度和重力的影响均可忽略。     

利用v-t图象 巧解电学问题

我们在解运动学问题的过程中,时常对某些题利用v-t图象法来求解,从而巧妙地解决了许多难以解决的问题.今用下述一题来说明v-t图象在解电学问题中的妙用. 题目真空中有足够大的两个相互平行的金属板A、B,它们之间的距离为d,两板之间的电压UAB按图1的变化规律作周期性变化,其周期为T.在t=0时刻,一带正电的粒子仅在电场力的作用下,由A板从静止开始向B板运动,并在T=nT(n为自     

高中物理中“青蛙跳井”题型例析

我国古代有一道非常有名的数学题:一口井,一丈深,一只青蛙往上跳,白昼上跳三尺,夜晚下滑二尺,几日跳出井口来?相信很多人在小学时就都做过。现在,笔者要谈的是,青蛙跳井模型在高中物理解题中的一些应用。例1如图1所示,A、B是真空中放置距离为d的一对平行金属板,在两板之间加一个如图2所示的周期性变化的电场。t=0时刻B板电势比A板高U,且满足U=(2md~2)/(qT~2)。带电量为+q,质量为m的粒子,在t=1/8 T时刻从紧靠B板右侧     

“如果ω小于某个值ω_0,l小于某个值l_0”——一条1993年物理高考题的讨论

1993年高考物理试卷中,多选题第19题,是个内涵很丰富的题目,虽然定性分析也可以得出评分说明中的结果,但从较高层次来理解和讨论该题仍有必要。 [题目] 图1中A、B是一对中间开有小孔的平行金属板,两小孔的连线与金属板互相垂直,两极板的距离为l。两极板间加上低频交流电压,A极电势为零,B板电势u=U_(0cosωl)。现在一电子在l=0时穿过A板上的小孔射入电场。设初速度和重力的影响均可忽略不计。则电子在两极板问可能 (A)以AB间某一点为平衡位置来回振动。 (B)时而向B板运动,时而向A板运动,但最后穿出B板。 (C)一直向B板运动,最后穿出B板,如果ω小于     

用图解法巧解2002年全国高考物理第20题

2002年全国高考物理第20题是一道需要应用力电知识解答的综合题,可巧妙应用图解法来解答 [题目]如图1所示,A、B为水平放置的平行金属板,板间距离为d(d远小于板的长和宽),在两板之间有一带负电的质点P。已知若在A、B间加电压U_0,则质点P可以静止平衡。现在A、B间加上如图2的随时间t变化的电压U。在t=0时质点P位于A、B间的中点处且初速为0,已知质点P能在A、B之间以最大的幅度上下运动而又不与两板相碰。求图2中U改变的各时刻t_1、t_2、t_3及t_n的表达式。(质点开始从中点上升到最高点,及以后每次从最高点到最低点或从最低点到最高点的过程中,电压只改变一次。)     

带电粒子在电场中偏转的三个结论

如图1所示,质量为m,电荷量为q的带电粒子以平行于极板的初速度v0射入长为L、板间距离为d的平行板电容器,两板间电压为U,将带电粒子在电场中的运动分解为两个分运动：     

斜抛运动问题矢量求解

斜抛运动有斜上抛和斜下抛两种,本文以斜上抛为例说明用矢量求解斜抛问题相对较简捷,且物理意义明确.物体以初速度υ_0,且与水平方向成θ角斜 向上抛出,物体运动时间t的过程中,速度的矢量关系是(?),位移矢量关系是(?)速度和位移的矢量三角形分别如图1、图2所示.下面举两例说 明矢量关系式以及 矢量三角形在斜抛 运动问题解答中的应用.例1.如图3所示,物体在水平地面上以初速υ_0夹角θ斜向上抛,试求物体在空中飞行时间以及射程和射高.分析与解:设物体飞行时间为T,射程为x,射高为y,物体从抛出点O运动到轨迹最高点A＇所经过的时间为t.图3对图3可以这样来理解:如果物体不受重力作用,经时间t和T后,分别到达A和B点;而实际上物体是受重力作用的,所以物体的实际位置是A＇和B＇点.在位移矢量三角形△OBB＇中有sinθ=gT~2/2υ_0T(?)T=2υ_0sinθ/g…①cosθ=X/υ_0T(?)x=υ_0Tcosθ将T值代     

带电粒子在交变电场中的运动(高二、高三)

带电粒子在交变电场中运动时,受到变力作用,运动情况较复杂.下面分三种情形来介绍这类问题的分析方法. 1.单向直线运动例1 在两个平行金属板A、B上加如图1所示的交变电压,其最大值为U,频率图1为f,在t=0时刻,A板处有一个质量为m,电     

"电场"单元检测题

1一.在、选如择图题所示的静电场中,a、b是某一条电场线上的两个点。正检验电荷q仅在电场力作用下从静止开始自a运动到b的过程中A.q做匀加速运动B.q的速度逐渐增大C.q的加速度逐渐增大D.q的电势能逐渐增大2.有两个点电荷所带电量的绝对值均为Q,从其中一个电荷上取下一部分电量,并加在另一个电荷上,那么它们之间的相互作用力与原来相比:A.一定变大B.一定变小C.保持不变D.无法判断3.下列粒子从初速度为零的状态经过加速电压为U的电场后,哪种粒子的速率最大A.质子B.氘核4C..如二图价,氦是离一子平行板D.钠离子Na 电容器,其电容为C,带电…     

带电粒子在电场中的运动

1　带电粒子在电场中的运动情况1)带电粒子在电场中所受合力为零时 ,即∑F =0时 ,粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态 .例 1　如右图 ,带电粒子在电场中处于静止状态 ,该粒子带正电还是负电 ?分析　带电粒子处于静止状态 ,∑F =0 ,即mg =EQ ,因为所受重力竖直向下 ,所以所受电场力必为竖直向上 .又因场强方向竖直向下 ,所以带电体带负电 .2 )若∑F≠ 0 ,且与初速度方向在同一直线上 ,带电粒子将做加速或减速直线运动 .当打入正电荷时 ,将做匀加速直线运动 ;当打入负电荷时 ,将做匀减速直线运动 .3 )若∑F≠ 0 ,且与初速度方向有夹角(…     

平移直角坐标系分析一道竞赛题

题目 (第20届全国中学生物理竞赛预赛试题)图1中A和B是真空中的两块面积很大的平行金属板，加上周期为T的交流电压。在两板间产生交变的匀强电场．已知B板电势为零，A板电势UA随时间变化的规律如图2所示，其中％的最大值为‰，最小值为-2U0．图1中虚线MN表示与A、B板平行等距的一个较小的面，此面到A和B的距离皆为l．     

关注探究 突出方法——对2011年江苏高考卷第15题赏析

题目.(2011年江苏高考卷第15题)某种加速器的理想模型如图1所示,两块相距很近的平行小极板中间各开有一小孔a、b,两极板间电压Uab的变化图像如图2所示,电压的最大值为U0、周期为T0,在两极板外有垂直纸面向里的匀强磁场.若将一质量为m0、电荷量为q的带正电的粒子从板内a孔处静止释放,经电场加速后进入磁场,在磁场中运行时间T0后恰能再次从a孔进入电场加速.现     

受力与运动的相互牵制——正负半周电场强度对称的情形

<正>例题已知图1甲是两块相互平行且正对的金属板制成的电容器,在A、B两个板之间,加上如图1乙这样的电压,有一带电为正且重力不需考虑的粒子,在极板的正中央的P点被固定着。如果在某一时刻t0无初速度地放开该带电粒子,出现了这样一种情形,就是其将一会向A板方向移动,一会向B板方向移动,且最终打在A板上。那么满足条件的t0处于的时间段可能是()。     

高中物理(必修课)下册上学期自我检测题

一、单项选择题 1.在水平方向的匀强电场中有一质量为二的带电粒子无初速释放,粒子将做的运动是:() (A)匀速直线运动.(B)匀加速直线运动.(c)匀加速曲线运动,轨迹为抛物线.山)匀速圆周运动. 2.在平行金属板间有一质量为二的带正电微粒(不计重力),静止于板间,当板土力口如图l所示电压时,粒子的速度变化可用下列图象中表示的是:()瓦,用U伏电压送电,则用户能得到的功率为:()瓦 帅瓦尸l尹rp一U 2.月!、、、l声矛夕(A)P瓦.(c);一答瓦·P一(二气U仍(D 5.如图3为理想电源,当变阻器滑动头由下端向上滑动时,灯上消耗的电功率变化情况是:() (A)灯消…     

“电势与电势差”教学刍议

中学《物理》(试验本 )第二册第一章第五节“电势与电势差”中 ,包括了电场力做功的特点 ,电场力的功与电势能变化的关系 ,以及电势、电势差等一系列重要的规律和概念 ,在知识的编排次序上 ,教材是按如下顺序进行的 :( 1 )先用电场力移动电荷做的功与电荷电量的比值定义两点间的电势差 ,即电荷在电场中由一点 A移动到另一点 B时 ,电场力所做的功 WAB与电荷电量 q的比值 WAB/ q,叫做 A、B两点间的电势差 .( 2 )再用电场中某点到零电势点的电势差定义该点的电势 :UA=UA- UO=UAO( UO 为零电势点电势 ) .( 3)最后指出 ,电场中的电荷具有电势能 .在电场中两点间移动电荷 ,电场力所做的功与电荷电势能的变化相等 ,得到 WAB=q UAB=q UA- q UB.对上述先引入电势差 ,再引入电势 ,最后再涉及电势能及电场力做功与电势能变化的关系的教学顺序 ,笔者认为存在下列几个问题 :( 1 )在还没有给出电势定义的情况下 ,就给出零电势点的概念 ,然后用电场中某点到零电势点的电势差定义该点的电势 ,这实际上是用同一范畴内的未知概念来定义另一未知概念 ,既不符合知识结构 ,也不符合学...     

1999年全国高考物理第15题的5种解法

题目:图1中A、B、C、D是匀强电场中一正方形的4个顶点.已知A、B、C3点的电势分别为U4=15V,UB=3 V,UC=-3 V,由此可得D点的电势UD=__V.