在物理學(xué)科內(nèi)，電學(xué)與力學(xué)結(jié)合最緊密，電學(xué)知識(shí)又是與實(shí)際問(wèn)題及現(xiàn)代科技聯(lián)系最多的內(nèi)容。在高考中，最復(fù)雜的題目往往是力電綜合題。以下研究以帶電粒子在電場(chǎng)中為模型的電學(xué)與力學(xué)的綜合問(wèn)題，運(yùn)用的基本規(guī)律主要是力學(xué)部分的。

一、基本解題思路

1.前提:認(rèn)真審題，弄清題意。

2.關(guān)鍵:確定研究對(duì)象，受力分析、運(yùn)動(dòng)分析、做功分析、過(guò)程分析。

3.核心:明確解題途徑，正確運(yùn)用規(guī)律。

4.保證:書(shū)寫(xiě)解題過(guò)程，分析解題結(jié)果。

二、解題的三條基本途徑和優(yōu)選策略

1.力與運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn):受力分析、牛頓運(yùn)動(dòng)定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律。

2.能量的觀點(diǎn):動(dòng)能定理、功能關(guān)系、機(jī)械能守恒定律、能的轉(zhuǎn)化和守恒定律。

3.動(dòng)量的觀點(diǎn):動(dòng)量定理，動(dòng)量守恒定律。注意矢量性，解題時(shí)先選取正方向。

4.選用的一般策略。

(1)對(duì)多個(gè)物體組成的系統(tǒng)討論，在具備守恒條件時(shí)優(yōu)先考慮二個(gè)守恒定律;出現(xiàn)相對(duì)距離(或相對(duì)路程)時(shí)優(yōu)先考慮功能關(guān)系。

(2)對(duì)單個(gè)物體的討論，宜用兩個(gè)定理，涉及時(shí)間優(yōu)先考慮動(dòng)量定理，涉及位移優(yōu)先考慮動(dòng)能定理。

(3)研究所受力的瞬時(shí)作用與物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的關(guān)系，涉及過(guò)程的細(xì)節(jié)(加速度)，且受恒力作用時(shí)，考慮用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)規(guī)律。非勻強(qiáng)電場(chǎng)一般不適合用力與運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)這一途徑，除了以點(diǎn)電荷為圓心的圓周運(yùn)動(dòng)。

(4)兩個(gè)定律和兩個(gè)定理，只考查一個(gè)物理過(guò)程的始末兩個(gè)狀態(tài)，對(duì)中間過(guò)程不予以細(xì)究，這是它們的方便之處，特別是變力問(wèn)題，充分顯示出其優(yōu)越性。有些題目可以用不同方法各自解決，有些題目得同時(shí)運(yùn)用上述幾種方法才能，三種觀點(diǎn)不要絕對(duì)化。

三、例題

如下圖所示，電容器固定在一個(gè)絕緣座上，絕緣座放在光滑水平面上，平行板電容器板間的距離為d，右極板上有一小孔，通過(guò)孔有一左端固定在電容器左極板上的水平絕緣光滑細(xì)桿，電容器極板以及底座、絕緣桿總質(zhì)量為M。給電容器充電后，有一質(zhì)量為m的帶正電小環(huán)恰套在桿上以某一初速度v0對(duì)準(zhǔn)小孔向左運(yùn)動(dòng)，并從小孔進(jìn)入電容器，設(shè)帶電環(huán)不影響電容器板間電場(chǎng)分布。帶電環(huán)進(jìn)入電容器后距左板的最小距離為0.5d，試求: