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09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uU0cosωt。现有一
电子在t0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
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规律变化,看下图
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FU0qcost所以电子所受的电场力也是以余弦l
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0时刻,速度为0,0~T4电场力向右,所以0~T4电子由静止开始向右加速;T4时刻电子具有一定的向右的速度,T4~T2时刻电场力反向,由于速度不能突变,所以T4~T2电子继续向右但做减速运动;于是有:T4时刻速度最大。由于电场力的变化是对称的,所以0~T4速度由0至最大值,T4~T2速度将从最大值减至0。T2时刻速度为0,T2~3T4电场力仍向左,所以T2~3T4电子由静止向左加速至最大值;3T4时刻电子具有最大的向左的速度,3T4~T时刻电场力反向,所以3T4~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r