許文
電場中電勢差U與電場強度E的關(guān)系是高考中的一個高頻考點.從2016年起,考綱將電場中電勢差與電場強度的關(guān)系的要求由等級Ⅰ(即知道其內(nèi)容及含義,并能在有關(guān)問題中識別和直接使用)變?yōu)榈燃墷颍蠢斫馄浯_切含義及與其他知識的聯(lián)系,能夠進行敘述和解釋,并能在實際問題的分析、綜合、推理和判斷等過程中運用).考綱的這種變化,在以后的高考命題中將會體現(xiàn)出來.在備考復(fù)習(xí)中應(yīng)準確理解電勢差與電場強度的關(guān)系的內(nèi)涵與外延,把握好復(fù)習(xí)標(biāo)高,做到精準高效.本文結(jié)合考綱的變化,通過實例談公式U=Ed的理解與應(yīng)用.
一、勻強電場
在勻強電場中,沿場強E方向相距d的兩點電勢差為U,有關(guān)系式:U=Ed .由此關(guān)系可以得到以下兩個結(jié)論:
結(jié)論1 勻強電場中的任一線段AB的中點C的電勢φC=φA+φB2 (如圖1甲所示).
結(jié)論2 勻強電場中若兩線段AB∥CD,且AB=CD,則φA-φB = φC-φD或UAB =UCD,(如圖1乙所示).圖1
圖2
例1 (2016年開封5月模擬)如圖2所示,在一個勻強電場中有一個四邊形ABCD,電場方向與四邊形ABCD平行,其中M為AD的中點,N為BC的中點.一個電荷量為q的正粒子,從A點移動到B點過程中,電勢能減小W1,若將該粒子從D點移動到C 點,電勢能減小W2,下列說法正確的是 ().
A. 勻強電場的場強方向必沿AB方向
最高點D,物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ=0.75(g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).
試求:
(1)小物塊離開A點做平拋運動的時間和水平初速度v1;
(2)小物塊經(jīng)過O點時動能Ek;
(3)斜面上CD間的距離L.
評析 通過對題目進行解析,能夠確定題干為小物塊的運動軌跡,小物塊的運動有價值的部分分為三塊,第一塊是平拋運動,第二塊曲線運動,第三塊為勻減速運動.能夠確定該題目考察的核心知識就是機械能守恒.
解析 第一問的解題思路為首先確定平拋運動時間為t=2h/g=0.4 s,利用角度關(guān)系得出
tanθ2=vyv1,需要求出vy,vy=2gh=4 m/s,將兩式合并,能夠得出水平初速度v1=3 m/s.
第二問則是利用機械能守恒定律進行解答,小物塊由B到O過程有:mgR(1-sin37°)=Ek-12mv2B,vB=v21+v2y=5 m/s,兩式合并能夠解出Ek=16.5 J.
第三問也是利用機械能守恒思路進行解題,物塊沿斜面上滑過程中,所涉及到的力包括重力、滑動摩擦力以及支持力,由功能關(guān)系可得mgLsin53°+
μmgLcos53°=12mv2C,由機械能守恒可知vC=vB=5 m/s,帶入上式,解得L=1 m.
高考物理計算題的答題規(guī)范要嚴格注意,全面遵守,在此過程中對于無法確定的規(guī)范以及標(biāo)準要及時向教師詢問,以防出現(xiàn)在高考過程中模棱兩可的局面,在解題過程中講求解題技巧,即把握題目所考核的中心內(nèi)容以及出題者意圖,有方向,有目標(biāo)的進行解題.
(收稿日期:2016-04-16)