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电学中的动量和能量问题

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精品文档---下载后可任意编辑第 2 课时 电学中的动量和能量问题高考题型 1 电场中的动量和能量问题例 1 (2024·湖南省常德市期末检测)如图 1 所示,轨道 ABCDP 位于竖直平面内,其中圆弧段 CD 与水平段 AC 及倾斜段 DP 分别相切于 C 点和 D 点,水平段 BC 粗糙,其余都光滑,DP段与水平面的夹角 θ=37°,D、C 两点的高度差 h= m,整个轨道绝缘,处于方向水平向左、电场强度大小未知的匀强电场中,一个质量 m1= kg、带正电、电荷量未知的小物块Ⅰ在 A 点由静止释放,经过时间 t=1 s,与静止在 B 点的不带电、质量 m2= kg 的小物块Ⅱ碰撞并粘在一起后,在 BC 段上做匀速直线运动,到达倾斜段 DP 上某位置,物块Ⅰ和Ⅱ与轨道BC 段的动摩擦因数 μ=,g=10 m/s2,sin 37°=,cos 37°=.求:图 1(1)物块Ⅰ和Ⅱ在 BC 段上做匀速直线运动的速度大小;(2)物块Ⅰ和Ⅱ第一次经过圆弧段 C 点时,物块Ⅰ和Ⅱ对轨道压力的大小.答案 (1)2 m/s (2)18 N解析 (1) 物块Ⅰ和Ⅱ粘在一起在 BC 段上做匀速直线运动,设电场强度大小为 E,物块Ⅰ带电荷量为 q,物块Ⅰ与物块Ⅱ碰撞前速度为 v1,碰撞后共同速度为 v2,则qE=μ(m1+m2)gqEt=m1v1m1v1=(m1+m2)v2联立解得 v2=2 m/s;(2)设圆弧段 CD 的半径为 R,物块Ⅰ和Ⅱ经过 C 点时圆弧段轨道对物块支持力的大小为 FN则 R(1-cos θ)=hFN-(m1+m2)g=(m1+m2)解得:FN=18 N,由牛顿第三定律可得物块Ⅰ和Ⅱ对轨道压力的大小为 18 N.拓展训练 1 (多选)(2024·全国卷Ⅲ·21)如图 2,一平行板电容器连接在直流电源上,电容器的极板水平;两微粒 a、b 所带电荷量大小相等、符号相反,使它们分别静止于电容器的上、下极板附近,与极板距离相等.现同时释放 a、b,它们由静止开始运动.在随后的某时刻 t,a、b 经过电容器两极板间下半区域的同一水平面.a、b 间的相互作用和重力可忽略.下列说法正确的是( )图 2A.a 的质量比 b 的大精品文档---下载后可任意编辑B.在 t 时刻,a 的动能比 b 的大C.在 t 时刻,a 和 b 的电势能相等D.在 t 时刻,a 和 b 的动量大小相等答案 BD解析 经时间 t,a、b 经过电容器两极板间下半区域的同一水平面,则 xa>xb,根据 x=at2,得 aa>ab,又由 a=知,maWb,由动能定理知,a 的动...

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