20xx_高中物理__难点之七__法拉第电磁感应定律(编辑修改稿)

20xx_高中物理__难点之七__法拉第电磁感应定律(编辑修改稿)内容摘要：

误。 学生对物理知识掌握不全，应用数学处理物理问题的能力、综合分析能力不达标导致解题的困难。 二、难点突破策略： 带电微粒在电场中运动是电场知识和力学知识的结合，分析方法和力学的分析方法是基本相同的：先受力分析，再分析运动过程，选择恰当物理规律解题。 处理问题所需的知识都在电场和力学中学习过了，关键是怎样把学过 的知识有机地组织起来，这就需要有较强的分析与综合的能力，为有效突破难点，学习中应重视以下几方面： ，是否考虑重力要依据具体情况而定。 （ 1）基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，除有说明或有明确的暗示以外一般都2）带电颗粒：如尘埃、液滴、小球等，除有说明或有明确的暗示以外一般都不能忽略。 “带电粒子”一般是指电子、质子及其某些离子或原子核等微观的带电体，它们的质量都很小，例如：电子的质量仅为 1030千克、质子的质量也只有 1027千克。 （有些离子和 原子核的质量虽比电子、质子的质量大一些，但从“数量级”上来盾，仍然是很小的。 ）如果近似地取 g=10 米 /秒 2，则电子所受的重力也仅仅是 meg= 1030 10=1029(牛 )。 但是电子的电量为 q= 1019库（虽然也很小，但相对而言 1019比 1030就大了 1011倍），如果一个电子处于 E= 104 牛 /库的匀强电场中（此电场的场强并不很大），那这个电子所受的电场力 F=qE= 1019 104= 1015（牛），看起来虽然也很小，但是比起前面算 出的重力就大多了（从“数量级”比较，电场力比重力大了 1014倍），由此可知：电子在不很强的匀强电场中，它所受的电场力也远大于它所受的重力 —— qEmeg。 所以在处理微观带电粒子在匀强电场中运动的问题时，一般都可忽略重力的影响。 但是要特别注意：有时研究的问题不是微观带电粒子，而是宏观带电物体，那就不允许忽略重力影响了。 例如：一个质量为 1 毫克的宏观颗粒，变换单位后是 1 106 千克，它所受的重力约为 mg=1 106 10=1 105（牛），有可能比它所受的电场力还大，因此就不能再忽略重力的影响了。 2． 加强力学知识与规律公式的基础教学，循序渐进的引入到带电粒子在电场中的运动，注意揭示相关知识的区别和联系。 3．注 重带电粒子在电场中运动的过程分析与运动性质分析（平衡、加速或减速、轨迹是直线还是曲线），注意从力学思路和能量思路考虑问题，且两条思路并重；同时选择好解决问题的物理知识和规律。 带电粒子在匀强电场中的运动，是一种力电综合问题。 解答这种问题经常运用电场和力学两方面的知识和规律，具体内容如下： 所需电场的知识和规律有： EqF→ F=qE； W=qU； EdU；电场线的性质和分布；等势面的概念和分布：电势、电势差、电势能、电场力做功与电势能变化关系。 所需力学的知识和规律有：牛顿第二定律 F=ma；动能定理 W=ΔEk；动能和重力势能的概念和性质；能的转化和守恒定律；匀变速直线运动的规律；抛物体运动的规律；动量定理；动量守恒定律； 解答“带电粒子在匀强电场中运动”的问题，既需要掌握较多的物理知识，又需要具有一定的分析综合能力。 处理带电粒子运动问题的一般有三条途径：（ 1）匀变速直线 运动公式和牛顿运动定律（ 2）动能定理或能量守恒定律（ 3）动量定理和动量守恒定律 处理直线变速运动问题，除非题目指定求加速度或力，否则最好不要用牛顿第二定律来计算。 要优先考虑使用场力功与粒子动能变化关系，使用动能定理来解，尤其是在非匀强电场中，我们无法使用牛顿第二定律来处理的过程，而动能定理只考虑始末状态，不考虑中间过程。 一般来说，问题涉及时间则优先考虑冲量、动量，问题涉及空间则优先考虑功、动能。 对带电粒子在非匀强电场中运动的问题，对中学生要求不高，不会有难度过大的问题。 4．强化物理条件意识，运用数学工具 （如，抛物线方程、直线方程、反比例函数等）加以分析求解。 （一）带电粒子的加速 带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做加速（或减速）直线运动。 粒子动能的变化量等于电场力做的功。 （ 1）若粒子的初速度为零，则 qU=mv2/2,V= 2qUm （ 2）若粒子的初速度不为零，则 qU=mv2/2 mv02/2, V= 20 2qUV m ：带电粒子平行电场线方向进入匀强电场，则带电粒子做匀变速直线运动，可由电场力求得加速度进而求出末速度、位移或时间。 说明 ： （ 1）不管是匀强电场还是非匀强电场加速带电粒子 W=qU 都适应，而 W=qEd，只适应于匀强电场 . （ 2）对于直线加速，实质上是电势能转化为动能，解决的思路是列动能定理的方程（能量观点）来求解。 例 1： 如图 81 所示，带电粒子在电场中的加速：在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压 U，两板间有一个带正电荷 q 的带电粒子 ，它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负极板时的速度有多大。 （不考虑带电粒子的重力） 图 81 【 解析】 带电粒子在运动过程中，电场力所做的功 W=qU。 设带电粒子到达负极板时的动能 EK=错误 !未找到引用源。 mv2， 由动能定理 qU=12 mv2 得： v= 2qUm 【 总结】 上式是从匀强电场中推出来的，若两极板是其他形状，中间的电场不是匀强电场，上式同样适用。 例 2： 下列粒子从初速度为零的状态经过加 速电压为 U 的电场之后，哪种粒子的速度最大。 （ A） a 粒子 （ B）氚核 （ C）质子 （ D）钠离子 aN 1． 根据 212qU mv可以导出下式： mqUv 2 由此可知：对于各种粒子来说，加速电压 U 都是相同的。 因此 v 与 q 成正比； v 与 m成反比。 因为质子和钠离子所带的电量相同，而钠离子的质量却比质子大得多，所以可断定 ——电场加速后的质子速度应比钠离子大得多。 因此选项（ D）首先被淘太。 2．为了严格和慎重起见，我们对被加速后的α粒子、氚核、质子的速度进行下列推导：对于α粒子 —— 质量为 4mp、电量为 2e paa meUmpeUm Uqva  4 222 对于氚核 —— 质量为 3mp、电量为 e pp meUmeUv  3232氚 对于质子 —— 质量为 mp 电量为 e ppp meUmeUv 22  从比较推导的结果中知：质子的速度 VP 最大，正确答案为（ C）。 【 总结】 本题关键是正确使用动能定理，正确得出速度的表达式，由表达式加以讨论，进而得出正确选项。 例 3： 如图 82 所示，真空中相距 d=5 cm 的两块平行金属板 A、 B 与电源连接 (图中未画出 )，其中 B 板接地（电势为零） ,A板电势变化的规律如图 83 所示 .将一个质量 m= 1023 kg,电量 q=+ 101C 的带电粒子从紧 临 B 板处释放，不计重力 .求： 图 82 图 83 (1)在 t=0 时刻释放该带电粒子，释放瞬间粒子加速度的大小。 (2)若 A 板电势变化周期 T= 105 s,在 t=0 时将带电粒子从紧临 B 板处无初速释放，粒子到达 A 板时动量的大小； (3)A 板电势变化频率多大时，在 t=4T到 t=2T时间内从紧临 B 板处无初速释放该带电粒子，粒子不能到达 A 板 . 【 解析】 电场强度 E =Ud 带电粒子所受电场力 UqF Eqd， F=ma 924 .0 1 0 /Uqa m sdm   粒子在 02T时间内走过的距离为 221 ( ) 1022Ta m。