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《2017-2018学年高一物理电学专题提升专题11带电粒子在复合场中的运动》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、甲E/(xlMN/C)EQ—Hmg3="ni2m/s2,位移加=扫A=4m专题11带电粒子在复合场中的运动一：专题概述1.常见的交变电场常见的产生交变电场的电压波形有方形波、锯齿波、正弦波等.2.常见的试题类型此类题型一般有三种情况：(1)粒子做单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解)；(2)粒子做往返运动(一般分段研究)；(3)粒子做偏转运动(一般根据交变电场特点分段研究).二：典例精讲1.带电粒子在交变电场中的直线运动典例1：如图甲所示，在真空屮足够大的绝缘水平地面上，一个质量为///=0.2kg,带电荷量为q=+2.
2、0X10的小物块处于静止状态，小物块与地面间的动摩擦因数^=0.1.从方=0时刻开始，空间加上一个如图乙所示的场强大小和方向呈周期性变化的电场(収水平向右的方向为正方向，^=10m/s23s内小物块的位移大小.23s内电场力对小物块所做的功.【答案】(1)47m(2)9.8J【解析】(1)0〜2s内小物块的加速度为句由牛顿第二定律得：E-q=Pmg=ma~即),求：m,q777^^7777777777777777777777777777,甲E/(xlMN/C)3i1111VIIIIII2s末的速度为v2=at=4m/s2
3、〜4s内小物块的加速度为越，由牛顿第二定律得E>q+uma?nn鸟Q+皿c/2即日2==—2m/sm位移足=加=4m,4s末小物块的速度为内=0因此小物块做周期为4s的匀加速和匀减速运动第22$末的速度为临=4血笳第23s末的速度V23—V22—血(=2m/s=1S)所求位移为+m.(2)23s内，设电场力对小物块所做的功为W,由动能定理得阿-沁x=解得硏=9.8工1.带电粒子在交变电场中做往返的直线运动典例2：如图甲所示，A、B两极板间加上如图乙所示的交变电压.A板的电势为0,—质量为叭电荷量为q的电子仅在静电力作用下，在
4、t一卩一4一时刻由静止释放进入两极板开始运动，恰好到达B板.则(0：1.5:/TIA.电子在两板间做匀加速直线运动B.A、B两板间的距离为1伽1C.电子在两板间运动的时间为甘TD.若电子在t=0时刻进入两极板，电子在极板间做匀加速直线运动【答案】BCD00错误，C正确；加速度，有'讥丿0严16m极板，先做匀加速直线运动，因在◎内的位移，解得：d二I2=M>8x=,故B正确.若电子在t=0时刻进入两，则电子在板间做匀速直线运动，故D【解析】在t二回时刻由静止释放进入两极板运动，恰好到达B板，由于在笫一个回内做匀加速直线运动，在
5、第二个也内做匀减速直线运动，在第三个也内反向做匀加速直线运动，可知经过目时间恰好到达B板，选项A正确.故选BCD.1.带电粒子在组合场中的曲线运动典例3：如图甲所示，热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计，电子发射装置的加速电压为饥，电容器板长和板间距离为£=10cm,下极板接地，电容器右端到荧光屏的距离也是Z=10cm,在电容器两极板间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图像如图乙所示.(每个电子穿过平行板的时间都极短，可以认为电子穿过平行板的过程中电压是不变的)求：(1)在f=0.06s吋刻，电子打在荧光屏上的何处；(2)
6、荧光屏上有电子打到的区间有多长？【答案】(1)13.5cm.(2)30cin.【解析】⑴设电子经电压5加速后的速度为v,根据动能定理得：eU0=
7、mv2£设偏转电场的场强为E,则有:a设电子经时间f通过偏转电场，偏离轴线的侧向位移为划则有：在中心轴线方向上：t=-在轴线侧向有：a=—m设电子通过偏转电场过程屮产生的侧向速度为心偏转角为则电子通过偏转电场时有：vy=a^tUI2Uod12vo电子在荧光屏上偏离0点的距离为Y=yAtari0————L=mdv0<2丿由题图知t二0.06s时刻U=1.8Uo,代入数据解得Y二13
8、.5cm(2)由题知电子偏移量y的最大值为〃2,所以当偏转电压超过2山时，电子就打不到荧光屏上了.代入上式得：Y二3//2所以荧光屏上电子能打到的区间长为：2Y=37=30cm.三总结提升带电粒子在复合场中的运动常用的分析方法(1)帯电粒子在交变电场中的运动，通常只讨论电压的大小不变、方向做周期性变化(如方波)且不计粒子重力的情形.在两个相互平行的金属板间加交变电压时，在两板中间便可获得交变电场.此类电场从空间看是匀强的，即同一时刻，电场屮各个位置处电场强度的大小、方向都相同；从时间看是变化的，即电场强度的大小、方向都随时间
9、而变化.①当粒子平行于电场方向射入时，粒子做直线运动，其初速度和受力情况决定了粒子的运动情况，粒子可以做周期性的运动.②当粒子垂直于电场方向射入时，沿初速度方向的分运动为匀速直线运动，沿电场方向的分运动具有周期性.(2)研究带电粒子在交变电场中的运动，关键是根据电场变化的特点，利用牛顿第二
