高考物理大一轮复习 第六章 静电场 专题强化七 带电粒子（带电体）在电场中运动的综合问题课件

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1、专题强化七带电粒子(带电体)在电场中运动的综合问题第六章静电场专题解读1.本专题是动力学和能量观点在带电粒子(带电体)在电场中运动的综合运用，高考常以计算题出现.2.学好本专题，可以加深对动力学和能量知识的理解，能灵活应用受力分析、运动分析特别是曲线运动(平抛运动、圆周运动)的方法与技巧，熟练应用能量观点解题.3.用到的知识：受力分析、运动分析、能量观点.内容索引命题点一示波管的工作原理命题点二带电粒子在交变电场中的运动课时作业命题点三电场中的力电综合问题1命题点一示波管的工作原理1.如果在偏转电极XX′和Y

2、Y′之间都没有加电压，则电子枪射出的电子束沿直线运动，打在荧光屏中心，在那里产生一个亮斑．2.YY′上加的是待显示的信号电压．XX′上是机器自身产生的锯齿形电压，叫做扫描电压，若所加扫描电压和信号电压的周期相同，就可以在荧光屏上得到待测信号在一个周期内随时间变化的稳定图象.(如图)【例1】如图所示为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计)，经灯丝与A板间的电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入M、N间电场时

3、的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点．已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力．(2)求电子从偏转电场射出时的侧移量；答案答案(1)求电子穿过A板时速度的大小；解析分析题眼①题眼②题眼③(2)减小加速电压U1；增大偏转电压U2.(3)若要使电子打在荧光屏上P点的上方，可采取哪些措施？减小U1或增大U2答案解析题组阶梯突破1.(多选)示波管是示波器的核心部件，它由电子枪、偏转电极和荧光屏组成，如图所示.如果在

4、荧光屏上P点出现亮斑，那么示波管中的A.极板X应带正电B.极板X′应带正电C.极板Y应带正电D.极板Y′应带正电答案√√分析题眼发射电子，带负电2.图(a)为示波管的原理图.如果在电极YY′之间所加的电压按图(b)所示的规律变化，在电极XX′之间所加的电压按图(c)所示的规律变化，则在荧光屏上会看到图形是答案(a)√2命题点二带电粒子在交变电场中的运动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.常见的题目类型(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

5、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).3.思维方法(1)注重全面分析(分析受力特点和运动规律)，抓住粒子的运动具有周期性和在空间上具有对称性的特征，求解粒子运动过程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的边界条件.(2)分析时从两条思路出发：一是力和运动的关系，根据牛顿第二定律及运动学规律分析；二是功能关系.(3)注意对称性和周期性变化关系的应用.如图(a)所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处

6、.若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上.则t0可能属于的时间段是【例2】答案解析√设粒子的速度方向、位移方向向右为正.依题意知，粒子的速度方向时而为正，时而为负，最终打在A板上时位移为负，速度方向为负.分别作出t0＝0、时粒子运动的速度图象，如图所示.由于速度图线与时间轴所围面积表示粒子通过的位移，则由图象知，时粒子在一个周期内的总位移大于零，在一个周期内的总位移小于零；t0＞T时情况类似.因粒子最终打在A板上，则要求粒子在每个周期内的总位移应小于零，对照各项可知B正

7、确.因电场随时间变化，交变电场中带电粒子所受到电场力出现周期性变化，导致运动过程出现多个阶段，分段分析是常见的解题思路.若要分析运动的每个细节，一般采用牛顿运动定律的观点分析，借助速度图象能更全面直观地把握运动过程，处理起来比较方便.方法感悟题组阶梯突破3.(多选)如图甲，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示.t＝0时刻，质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间，0～时间内微粒匀速运动，T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出.微粒运动过程中未与金属板接触.重力加速度的大小为g.关于微粒在0～T

8、时间内运动的描述，正确的是A.末速度大小为v0B.末速度沿水平方向C.重力势能减少了mgdD.克服电场力做功为mgd√√答案解析题眼抵消重力影响分析4.如图甲所示，A和B是真空中正对面积很大的平行金属板，O是一个可以连续产生粒子的粒子源，O到A、B的距离都是l.现在A、B之间加上电压，电压UAB随时间变化的规律如图乙所示.已知粒子源在交变电压的一个周期内可以均匀产生300个粒子，粒子质量为m、电荷量