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如图所示，质量为m=5×10-8&kg的带电粒子以v0=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B中央飞入电场，已知板长L=10cm，板间距离d=2cm，当A、B间加电压UAB=103&V时，带电粒子恰好沿直线穿过电场（设此时A板电势高）．求：（1）带电粒子的电性和所带电荷量；（2）A、B间所加电压在什么范围内带电粒子能从板间飞出？
题型：问答题难度：中档来源：不详
（1）当UAB=103&V时，粒子做直线运动，则有：qUd=mg，解得：q=mgdU=10-11&C，且带负电．（2）当电压UAB比较大时，即qE＞mg，粒子向上偏，qU1d-mg=ma1当刚好能从上板边缘飞出时，有：y=12a1t2=12a1(Lv0)2=d2解得，U1=1800V当电压UAB比较小时，即qE＜mg，粒子向下偏，设刚好能从下板边缘飞出，有：mg-qU2d=ma2y=12a2t2=d2解之得U2=200&V．则要使粒子能从板间飞出，A、B间所加电压的范围为200&V≤UAB≤1800&V．答：（1）带电粒子的电性：负电和所带电荷量10-11&C；（2）A、B间所加电压在200&V≤UAB≤1800&V范围内带电粒子能从板间飞出．
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据魔方格专家权威分析，试题“如图所示，质量为m=5×10-8kg的带电粒子以v0=2m/s的速度从水平放置..”主要考查你对&&动能定理，带电粒子在电场中运动的综合应用&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
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动能定理带电粒子在电场中运动的综合应用
动能定理：
动能定理的应用方法技巧：
&1．应用动能定理解题的基本思路 (1)选取研究对象，明确并分析运动过程。 (2)分析受力及各力做功的情况，求出总功：&(3)明确过程始、末状态的动能。 (4)列方程，必要时注意分析题目潜在的条件，列辅助方程进行求解。 2．应用动能定理应注意的几个问题 (1)明确研究对象和研究过程，找出始末状态的速度。 (2)要对物体正确地进行受力分析，明确各力做功的大小及正负情况(待求的功除外)。 (3)有些力在物体运动过程中不是始终存在的。若物体运动过程中包括几个阶段，物体在不同阶段内的受力情况不同，在考虑外力做功时需根据情况区分对待。 3．几种应用动能定理的典型情景 (1)应用动能定理求路程在多阶段或往返运动中，如果摩擦力或介质阻力大小不变，方向与速度方向关系恒相反，则在整个过程中克服摩擦力或介质阻力所做的功等于力与路程的乘积，从而可将物体在摩擦力或介质阻力作用下通过的路程与动能定理联系起来。(2)应用动能定理求解多过程问题物体在某个运动过程中包含几个运动性质不同的小过程(如加速、减速的过程)，此时可以分段考虑，也可以对全过程考虑，但如能对整个过程根据动能定理列式求解，则可以使问题简化。根据题意灵活地选取研究过程，可以使问题变得简单。有时取全过程简单，有时取某一阶段简单。原则是尽量使做功的力减少，各个力的功计算方便，或使初、未动能等于零。 (3)用动能定理求变力的功变力的功无法用公式直接求解，有时该力也不是均匀变化的，无法用高中知识表达平均力，此时可以考虑用动能定理间接求解。涉及功、能的极值问题在涉及功、能的极值问题中，有些极值的形成是南运动形式的临界状态造成的。如竖直平面内圆周运动的最高点、平抛运动等。有些极值的形成是由题设条件造成的。在解决涉及功、能的极值问题时，一种思路是分析运动形式的临界状态，将临界条件转化为物理方程来求解；另一种思路是将运动过程的方程解析式化，利用数学方法求极值。知识拓展：
&1．总功的计算物体受到多个外力作用时，计算合外力的功，一般有如下三种方法： (1)先由力的合成与分解法或根据牛顿第二定律求出合力，然后由计算。采用此法计算合力的总功时，一是要求各力同时作用在物体上。二是要求合外力是恒力。 (2)由计算各个力对物体做的功，然后将各个外力所做的功求代数和。当多阶段运动过程中不同阶段物体所受外力不同，即外力分阶段作用在物体上时常用此法求外力的总功。 (3)外力做的总功等于物体动能的变化量，在物体初、末状态已知的情况下可考虑从动能变化量来确定合外力做的功。 2．系统动能定理动能定理实质上是一个质点的功能关系，是针对单体或可看做单个物体的物体系而言的。所谓能看成单个物体的物体系，简单来说就是物体系内各物体之间的相对位置不变，从而物体系的各内力做功之和为零．物体系的动能变化就取决于所有外力做的总功了。但是对于不能看成单个物体的物体系或不能看成质点的物体，可将其看成是由大量质点组成的质点系，对质点系组成的系统应用动能定理时，就不能仅考虑外力的作用，还需考虑内力所做的功。即：如人在从地面上竖直跳起的过程中，只受到了重力、地面支持力两个力的作用，而人从下蹲状态到离开地面的过程中，支持力不对人做功，重力对人做负功，但人的动能增加了，原因就在于此过程中人不能被看成单一的质点，人体内肌肉、骨骼之间的内力对人也做功。再如光滑水平面上由静止释放两带异种电荷的小球，对两小球组成的系统来说，没有外力对它们做功，但它们的动能却增加了，原因也在于它们的内力对它们做了功。3．动能、动能的变化与动能定理的比较：带电粒子在电场中运动的综合应用:1、带电粒子在电场中的平衡问题：带电粒子在电场中处于静止或匀速直线运动状态时，则粒子在电场中处于平衡状态。假设匀强电场的两极板间的电压为U，板间的距离为d，则：mg=qE=，有q=。 2、带电粒子在电场中的加速问题：带电粒子在电场中加速，若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做功等于带电粒子动能的增量。&3、带电粒子在电场中的偏转问题：带电粒子以垂直匀强电场的场强方向进入电场后，做类平抛运动。垂直于场强方向做匀速直线运动：Vx=V0，L=V0t；平行于场强方向做初速为零的匀加速直线运动：，，，偏转角：。 4、粒子在交变电场中的往复运动当电场强度发生变化时，由于带电粒子在电场中的受力将发生变化，从而使粒子的运动状态发生相应的变化，粒子表现出来的运动形式可能是单向变速直线运动，也可能是变速往复运动。带电粒子是做单向变速直线运动，还是做变速往复运动主要由粒子的初始状态与电场的变化规律（受力特点）的形式有关。&①若粒子（不计重力）的初速度为零，静止在两极板间，再在两极板间加上甲图的电压，粒子做单向变速直线运动；若加上乙图的电压，粒子则做往复变速运动。 ②若粒子以初速度为v0从B板射入两极板之间，并且电场力能在半个周期内使之速度减小到零，则甲图的电压能使粒子做单向变速直线运动；则乙图的电压也不能粒子做往复运动。所以这类问题要结合粒子的初始状态、电压变化的特点及规律、再运用牛顿第二定律和运动学知识综合分析。注：是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定，一般说来： 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，一般都不考虑重力（但并不忽略质量）； ②带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力。 电场中无约束情况下的匀速圆周运动:
1．物体做匀速圆周运动的条件从力与运动的关系来看，物体要做匀速圆周运动，所受合外力必须始终垂直于物体运动的方向，而且大小要恒等于物体所需的向心力。冈此，物体做匀速圆周运动时必须受到变力的作用，或者不受恒力的作用，或者恒力能被平衡。 2．在静电力作用下的匀速圆周运动在不考虑带电粒子的重力作用时，带电粒子有两种情况可以做匀速圆周运动。 (1)在带有异种电荷的同定点电荷周围。 (2)在等量同种点电荷的中垂面上，运动电荷与场源电荷异性。在这种情境中，还要求运动电荷所具有的初速度要与所受到的电场力垂直，且满足合外力等于所需向心力的条件。否则运动电荷可能做直线运动、椭圆运动等。 3．有重力参与的匀速圆周运动重力是一恒力，带电粒子要做匀速圆周运动，重力必须被平衡，一种方式是利用水平支撑面的弹力，一种方式是利用变化的电场力的某一分力。带电粒子所受重力的处理方法:
是否考虑重力要依据具体情况而定： (1)微观粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，除有说明或明确的暗示外，一般不考虑重力(但不能忽略质量)。 (2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示外，一般都不能忽略重力。 (3)有些情况下是否考虑粒子的重力需要用假设法从粒子的运动上来分析，若考虑粒子的重力，粒子的运动与题目给定的运动状态不符合，则不需考虑重力；若不考虑粒子所受到的重力，粒子不能完成题目给定的运动过程就必须考虑重力。 (4)在给定具体数据的情况下还可以通过定量计算来选择是否考虑重力的作用，一般说来重力与电场力相差两个甚至两个以上的数量级，粒子的重力就可以忽略。
匀强电场与重力场的复合场问题的处理方法: 1．动力学观点的两种方法 (1)正交分解法：处理这种运动的基本思想与处理偏转运动是类似的，可以将此复杂的运动分解为两个互相正交的比较简单的直线运动，然后再按运动合成的观点去求出复杂运动的有关物理量。 (2)等效“重力”法：将重力与电场力进行合成，如图所示，则等效于“重力”，等效于“重力加速度” 的方向，等效于“重力”的方向，即在重力场中竖直向下的方向。 2．功能观点的解决方法 (1)从功能观点出发分析带电粒子的运动问题时，在对带电粒子受力情况和运动情况进行分析的基础上，再考虑应用恰当的规律解题。如果选用动能定理，要分清有几个力做功，做正功还是负功，是恒力做功还是变力做功，以及初、未状态的动能。 (2)如果选用能垃守恒定律解题，要分清有多少种形式的能参与转化，哪种形式的能增加，哪种形式的能减少，并注意电场力做功与路径无关。
带电粒子在交变电场中运动问题的解决方法:
带电粒子在极板问加速或偏转时，若板间所加电压为一交变电压，则粒子在板间的运动可分两种情况处理：一是粒子在板间运动时间t远小于交变电压的周期T；二是粒子在板间运动时间t与交变电压变化周期 T相差不大甚至t&T。第一种情况下需采用近似方法处理，可认为在粒子运动的整个过程的短暂时问内，板间电压恒等于粒子入射时的电压，即在粒子运动过程中，板间电压按恒压处理，且等于粒子入射时的瞬时电压。第二种情况下粒子的运动过程较为复杂，可借助于粒子运动的速度图像。物理图像是表达物理过程、规律的基本工具之一，用图像反映物理过程、规律，具有直观、形象的特点，带电粒子在交变电场中运动时，受电场力作用，其加速度、速度等均做周期性变化，借助图像来描述它在电场中的运动情况，可直观展示物理过程，从而获得启迪，快捷地分析求解。在有交变电场作用下带电粒子运动的问题中，有一类重要问题是判定带电粒子能从极板间穿出的条件或侧移量、偏转角范围等问题。而解决此类问题的关键是找出粒子恰好能从板间飞出的临界状态：恰好从极板边缘飞出，并将其转换为临界状态方程。
带电粒子在接地极板间运动问题的解决方法:
当粒子在平行金属板间运动时，若一个极板接地，会对粒子的运动造成什么影响呢?这需分两种情况来考虑： (1)粒子运动过程巾与极板之间无接触，极板接地只是确定极板电势的高低，这种情况下极板接地与否对粒子的运动不产生影响。 (2)一个极板接地，当运动电荷与另一极板接触而使电荷量变化，则接地的极板也就会与大地之问发生电荷的转移，从而确保两极板所带电荷量相等，但电荷量变化时，极间电场也随之发生变化。
发现相似题
与“如图所示，质量为m=5×10-8kg的带电粒子以v0=2m/s的速度从水平放置..”考查相似的试题有：
360407112885378786265161357951156987& （2016o泰州模拟）如图所示是小明同学发明的净水器，从图上
本题难度：0.60&&题型：填空题
（2016o泰州模拟）如图所示是小明同学发明的净水器，从图上可分析出净水器由于太阳光照射，使污水发生&&&&，然后罩内&&&&再遇冷&&&&．
来源：2016o泰州模拟 | 【考点】汽化及汽化吸热的特点；液化及液化现象．
（2015o岳阳校级一模）小明家电能表如图所示，他家同时使用的用电器总功率不能超过&&&&W．为测量某电热杯的电功率，小明同学把家中其余用电器均从电源上断开，只将该电热杯接入电路．观察电能表，发现在1min内电能表转盘转动15圈．电能表的部分技术参数如表所示，该电热杯的电功率是&&&&．
（2015春o济宁月考）为测量某电热杯的电功率，小明同学把家中其他用电器均从电源上断开，只将该电热杯接入电路．观察电能表，发现在1min内电能表转盘转动15圈．电能表的部分技术参数如图所示，该电热杯的电功率是&&&&．
（2012春o凉州区校级期中）如图甲所示是小明同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中所连接的实物图．灯泡的额定电压是2.5V，电阻约9Ω，滑动变阻器阻标有“20Ω&&1A”字样：（1）请你用笔画线代替导线继续完成实验电路的连接．（2）在开关闭合前，应将滑片P放在&&&&端．（选填“A”或“B”）（3）排除故障后，小明调节变阻器滑片的位置，使小灯泡两端电压分别为2V、2.5V、2.8V，依次测出通过小灯泡的电流（当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示），并观察发光情况，请把表中的数据补充完整．小灯泡的额定功率是&&&&W．（计算结果保留两位小数） U/VI/AR/Ω灯泡亮度20.258比正常发光暗2.5&&正常发光2.80.328.75比正常发光亮（4）请你根据实验中小灯泡两端电压分别为2V、2.5V、2.8V时灯泡的发光情况和电阻大小，提出一个合理的猜想：&&&&．
（2012o德化县一模）如图是小明同学在“测量小灯泡的电功率”的实验中连接的实物图．灯泡的额定电压是2.5V，电阻约9Ω，滑动变阻器阻标有“20Ω&&1A”字样：（1）请你用笔画线代替导线将实验电路连接完整．（2）在开关闭合前，应将滑片P放在&&&&&（选填“A”或“B”）端．（3）小明合理地连接好电路，闭合开关，无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不亮．此时电流表示数为0，电压表有示数．产生故障的原因可能是：&&&&．（4）排除故障后，小明调节变阻器滑片的位置，改变小灯泡两端电压，依次测出通过小灯泡的电流并观察发光情况，记录结果如下表．图所示是小灯泡两端电压为2.5V时，电流表的示数是&&&&A，此时小灯泡的电阻为&&&&Ω．小灯泡的额定功率是&&&&W．（计算结果保留两位小数）
比正常发光暗
比正常发光亮（5）分析表中的数据，你还有什么发现？请写出一个：&&&&．
如图所示，小明同学对“浮力的大小跟哪些因素有关”进行了如下实验探究（容器中液体都是水）（1）对比甲、乙两图，将圆柱体竖直悬挂在弹簧测力计下方，在空气中称量后，再浸没于水中，发&现弹簧测力计示数&&&&&（“变大”、“变小”或’不变”），说明物体此时还受到了&&&&力的作&用，画出图乙中圆柱体的受力示意图（2）对比乙、丙两图，发现两次实验中弹簧测力计的示数&&&&（“变大”、“变小”或“不变”），说明浮力的大小与物体浸没的深度&&&&（“有关”或”无关”）；若圆柱体触碰到烧杯底部，弹簧测&力计的示数&&&&（“变大”、“变小”或“不变”），原因是&&&&（3）如图丁所示．把一个圆柱体竖直悬挂在弹簧测力计下，当物体浸在液体中的体积逐渐增大&时，弹簧测力计示数&&&&（“变大”、“变小”或”不变”），这说明&&&&（4）如果再将丙图中的水换成酒精，并且让丙中圆柱体浸没的深度与乙图相同，比较乙丙的实验还可探究浮力的大小是否与&&&&有关，这时如果乙中测力计的示数如图戊A&所示，丙中测&力汁的示数如图戊B&所示，则圆柱体的体积是&&&&cm3，圆柱体的密度是&&&&kg/m3（图&甲中的测力计示数看不清）．
解析与答案
（揭秘难题真相，上）
习题“（2016o泰州模拟）如图所示是小明同学发明的净水器，从图上可分析出净水器由于太阳光照射，使污水发生，然后罩内再遇冷．”的学库宝（/）教师分析与解答如下所示：
【分析】（1）物质从液态变成气态的过程称为汽化汽化有蒸发和沸腾两种方式（2）物质从气态变成液态的过程称为液化．
【解答】解：污水杯中的水分首先从液态变成气态的水蒸气发生汽化现象．然后水蒸气遇到塑料瓶做的温室罩凝结成液态的小水珠发生液化现象小水珠越积越多最后落下来被收集到洁净水收集杯中．故答案为：汽化水蒸气液化．
【考点】汽化及汽化吸热的特点；液化及液化现象．
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知识点讲解
经过分析，习题“（2016o泰州模拟）如图所示是小明同学发明的净水器，从图上”主要考察你对
等考点的理解。
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汽化及汽化吸热的特点
汽化：1. 定义：物质从液态变为气态叫做汽化，汽化的最终状态是气态，汽化过程中物质需要从外界吸收热量2. 汽化的两种方式：蒸发和沸腾，液体蒸发吸热有制冷作用，液体沸腾时的温度叫做沸点。3. 常见汽化现象有：太阳出来了，雾散了，地面上的水变干，酒精蒸发等
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如图所示，二块水平放置、相距为d的长金属板接在电压可调的电源上。两板之间的右侧区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场。将喷墨打印机的喷口靠近上板下表面，从喷口连续不断喷出质量均为m、水平速度均为v0、带相等电荷量的墨滴。调节电源电压至U，墨滴在电场区域恰能沿水平向右做匀速直线运动，进入电场、磁场共存区域后，最终垂直打在下板的M点。
（1）判断墨滴所带电荷的种类，并求其电荷量；
（2）求磁感应强度B的值；
（3）现保持喷口方向不变，使其竖直下移到两板中间位置。为了使墨滴仍能到达下板M点应将磁感应强度调至B'，则B'的大小为多少？
答案：，，
解析：墨滴在电场区域做匀速直线运动，有
由于电场方向向下，电荷所受电场力向上，可知：墨滴带负电荷。
进入电场、磁场共存区域后，重力与电场力平衡，磁场力做匀速圆周运动的向心力，
考虑墨滴进入磁场和挡板的几何关系，可知墨滴在该区域恰完成四分之一圆周运动，则半径R=d,由此可得:
(3)根据题设，墨滴运动轨迹如图，设圆周运动半径为,有
由图示可得：
得：，联立求得：
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如图所示装置图，绳重及摩擦不计．装卸工人将重为800N的货物提至高处，人对绳的拉力F1为500N，货物在1min内匀速上升了5m．（1）请在图上画出绳子的绕法；（2）求滑轮组的机械效率；（3）如果重物是600N，要把重物提升5m，求拉力做的功．
答案（1）绳子的绕法如图所示；（2）滑轮组的机械效率80%；（3）拉力做的功为4000J．
解析试题分析：（1）滑轮组绳子的绕法：要求施力方向向下，也就是说最后绳子必须从定滑轮绕出来，从而再往回画，绕过上面定滑轮，再绕过下面的动滑轮，这样反复完成；（2）利用滑轮组做功时，对物体所做的功为有用功，计算公式为W=Gh；动力（手的拉力）做的功为总功，计算公式为W=FS．而根据拉重物的绳子有几段，s就是h的几倍；（3）机械效率是有用功占总功的比率，而总功是由有用功（对重物做的功）和额外功（机械损耗带来的）组成．本题绳重及摩擦不计，额外功就是提升动滑轮所做的功，从上面（重物为500N时拉力为F1）求出动滑轮重，再求出重物为600N时的拉力F2，根据滑轮组的结构求出s的大小，利用功的公式求拉力做的功．解：（1）要求施力方向向下，从绳子末端开始，依次绕过定滑轮、动滑轮，这样反复完成，绕法如图所示；（2）η=×100%=×100%=×100%=80%；（3）挂500N重物时，绳重及摩擦不计，∵，∴G动=2F1﹣G物=2×500N﹣800N=200N挂600N重物时，拉力：，s=2h=2×5m=10m拉力做功：W=Fs=400N×10m=4000J．答：（1）绳子的绕法如图所示；（2）滑轮组的机械效率80%；（3）拉力做的功为4000J．考点：滑轮组的设计与组装；功的计算；滑轮（组）的机械效率．点评：本题综合考查了滑轮组的绕法、有用功、额外功、总功、机械效率的计算，涉及到滑轮组承担物重绳子股数n的确定及利用，知识点多，属于难题．}