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高考物理易错题解题方法大全(2):电磁学

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高考物理易错题解题方法大全(2)

电磁学

例16、图中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面相垂直,两极

板的距离为l。两极板间加上低频交流电压,A板电势为零,B板电势u=U0cosωt。现有一电子在t=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。则电子在两极板间可能 ( ) (A)以AB间的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小于某个值ω0,l小于某个l0 (D)一直向B板运动,最后穿出B板,而不论ω、l为任何值

【错解分析】:错解:知道初速度和重力的影响不计,即初速度为0,不计重力,则电子在两板间只受电场作用,电场力方向在两小孔的连线上,所以电子做的是直线运动,因为加的电压是余弦电压,则电场大小方向呈周期性变化,一会儿向左一会儿向右,所以物体运动也应该是一会儿向左,一会儿向右,即以AB间的某一点为平衡位置来回振动。选A

本题的易错点就在部分同学对物体的运动理解不透彻,仍然思维定式地认为物体运动的方向由力的方向决定,而忽略了物体的运动是由速度与合外力共同决定的。虽然也选择了A,但那是错误理解下的巧合。至于C项很多学生都未能选择

【解题指导】:【答案】:AC

【解析】:为了不影响我们思考问题,我们先假设l无穷大,让我们研究电子的运动时不受空间的束缚。由于初速度为0,重力不计,只受电场力,所以物体做直线运动。物体的运动情况是由速度和合外力共同决定的,所以必须综合考虑物体的速度和受力情况。电场力F?Eq,E?Uqcos?tUU0cos?t F?0所以电子所受的电场力也是以余弦?lllU 规律变化,看下图

t U0第- 1 -页 共22页

F U0qlt 0时刻,速度为0,0~T/4电场力向右,所以0~T/4电子由静止开始向右加速;T/4时刻电子具有一定的向右的速度,T/4~T/2时刻电场力反向,由于速度不能突变,所以T/4~T/2电子继续向右但做减速运动;于是有:T/4时刻速度最大。由于电场力的变化是对称的,所以0~T/4速度由0至最大值,T/4~T/2速度将从最大值减至0。T/2时刻速度为0,T/2~3T/4电场力仍向左,所以T/2~3T/4电子由静止向左加速至最大值;3T/4时刻电子具有最大的向左的速度,3T/4~T时刻电场力反向, 所以3T/4~T电子做向左的减速运动至速度为0。以此类推,则电子在无限大的电场里以AB间的某一点为平衡位置来回振动。(可用速度—时间图象来加深理解)

因为L不是无限大,如果L<(0~T/2内电子的位移)则,电子将会飞出去; 根据T?2??知ω越小,则T越大,T/2内位移也将越大,若T/2内位移>L则电子也将飞

出去,所以L<一定值,ω<一定值时,电子会飞出去。

练习16、图中A、B是一对平行的金属板。在两板间加上一周期为T的交变电压u。A板的电势UA=0,B板的电势UB随时间的变化规律为:在0到T/2的时间内,UB=U0(正的常数);在T/2到T的时间内,UB=-U0;在T到3T/2的时间内,UB=U0;在3T/2到2T的时间内。UB=-U0……,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,则( )

(A)若电子是在t=0时刻进入的,它将一直向B板运动; (B)若电子是在t=T/8时刻进入的,它可能时

而向B板运动,时而向A 板运动,最后打在B板上;

(C)若电子是在t=3T/8时刻进入的,它可能

时而向B板运动,时而向A板运动,最后打在B板上;

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(D)若电子是在t=T/2时刻进入的,它可能时而向B板、时而向A板运动。

例17、如图,光滑平面上固定金属小球A,用长L0的绝缘弹簧将A与另一个金属小球B连接,

让它们带上等量同种电荷,弹簧伸长量为x1,若两球电量各漏掉一半,弹簧伸长量变为x2,则有:( )

A

B

A

B

【错解分析】错解:

故选B

错解只注意到电荷电量改变,忽略了两者距离也随之变化,导致错误。 【解题指导】:【答案】:C

【解析】:由题意画示意图,B球先后平衡,于是有

kq2 k0x1?(L?x1)212kqk0x2?4

(L?x2)2x1x1x1(L?x2)2L?x?L?x?4?x?,因为,所以 ?4212x24x2(L?x1)2练习17、如图所示,真空中AB两个点电荷的电量分别为+Q和

+q,放在光滑的绝缘的水平面上,AB之间用绝缘的轻弹簧连接。

当系统平衡时,弹簧的伸长量为

x0.设弹簧均在弹性限度内,则

A.保持Q不变,将q变为3q,平衡时弹簧的伸长量等于3B.保持q不变,将Q变为3Q,平衡时弹簧的伸长量小于3C.保持Q不变,将q变为-q,平衡时弹簧的缩短量等于

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x0x0

x0

高考物理易错题解题方法大全(2):电磁学

高考物理易错题解题方法大全(2)电磁学例16、图中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面相垂直,两极板的距离为l。两极板间加上低频交流电压,A板电势为零,B板电势u=U0cosωt。现有一电子在t=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。则电子在两极板间可能()(A)以AB
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