2017-2018学年高一物理电学专题提升专题09带电粒子在电场中的直线运动

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1、专题09带电粒子在电场中的直线运动一：专题概述1.带电粒子在电场中的运动综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同：先分析受力情况，再分析运动状态和运动过程(平衡、加速、减速、直线还是曲线)，然后选用恰当的规律解题•解决这类问题的基本方法是：(1)采用运动和力的观点，即牛顿第二定律和运动学知识求解.(2)用能量转化的观点，即用动能定理和功能关系求解.2.对带电粒子进行受力分析时应注意的问题(1)要掌握电场力的特点.电场力的大小和方向不仅跟场强的大小和方向有关,还跟带电粒子的电性和电荷量有关.在匀强电场中，同一带电粒子所受电场力处处是恒力;在非匀强电场中，同

2、一带电粒子在不同位置所受电场力的大小和方向都可能不同•(2)是否考虑重力要依据情况而定.基本粒子:如电子、质子、a粒子、离子等除有特殊说明或明确的暗示外，一般不考虑重力(但不能忽略质量).带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有特殊说明或明确的暗示外，一般都不能忽略重力.二：典例精讲1.带电粒子在恒定电场中的直线运动典例1：如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连.若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子()A.所受重力与电场力平衡B.电势能逐渐增加C.动能逐渐增加D.做匀变速直线运动【答案】CD【解析】A、D

3、、根16題意可知，粒子做直线运动，则电场力与重力的合力与速度方向同向，粒子做匀加速直线运动，因此A错误，D正确；B、根据动能定理，由A选项分析可知，电场力做正功，则电势能减小，故B错误；C、因电场力做正功，则电势能减小，导致动能増加，故C正确；故选：CD・1.带电粒子在电场中做往复的直线运动典例2：如图所示，从尸处释放一个无初速的电子向$极方向运动，指出下列对电子运动的描述中哪些是正确的（设电源电压为力（）td-A.电子到达〃板时的动能是0〃B.电子从〃板到达C板动能变化量为零］C.电子到达〃板时动能是3eVD.电子在力板和〃板之I'可做往复运动［【答案】ABD【解析】电

4、子从A到B电场力做正功眄电子到达B板时的动育猩心A正确；从丧到C做匀速运动，电子从板到达C板动能变化量为零，B正确；从C到D做减速运动，电场力做员功在Q板时速度减为雾之后返回，在川、D板间做往复运动，C错误，D正确；故选ABD.三总结提升1.带电粒子在电场中的加速带电粒子沿与电场线平行的方向进入电场，带电粒子将做加（减）速运动.有两种分析方法：⑴用动力学观点分析：a=~,E=±ri=2ad（2）用功能观点分析：粒子只受电场力作用，电场力做的功等于物体动能的变化，说.2.带电体在匀强电场中的直线运动问题的分析方法两个取研究I对篆丿⑪即®:法动法方运方-22四提升专练1.（多

5、选）如图所示，在真空中力、〃两块平行金属板竖直放置并接入电路.调节滑动变阻器，使〃、〃两板间的电压为/时，一质量为刃、电荷量为一g的带电粒子，以初速度％从弭板上的中心小孔沿垂直两板的方向射入电场中，恰从人$两板的中点处沿原路返回（不计重力），则下列说法正确的是A.使初速度变为2旳吋，带电粒子将从〃板中心小孔射出B.使初速度变为2旳时，带电粒子恰能到达〃板C.使初速度％和电压〃都增加为原来的2倍时，带电粒子恰能到达〃板D.使初速度旳和电压〃都增加为原来的2倍时，带电粒子将从〃板中心小孔射出【答案】AC【解析】设带电粒子进入电场中的位移为s,根据动能定理得：-qEs=Q-^又

6、E呛得s=嗥,由此可见，要使带电粒子进入电场后在非常接近/板处，•变为原来的2倍，采取的方法有：使带电粒子的初速度变为也珂；或使A、E两板间的电压变为扌U;或使初速度％和电压€7都増加到原来的2倍，故AC正确，BD错误。2.如图所示，两平行金属板竖直放置，板上A、B两孔正好水平相对，板间电压500人一个动能为400ef的电子从A孔沿垂直板方向射入电场中，经过一段吋间电子离开电场，则电子离开电场吋的动能大小为（）LrII—1A.900eVB.500eVC.400eVD.100eV【答案】C【解析】电子从A向B运动时，电场力对电子做负功，若当电子到达B点时，克服电场力所做的功

7、W二qU二500eV>400eV,因此电子不能到达B点，电子向右做减速运动，在到达B之前速度变为零，然后反向运动，从A点离开磁场，在整个过程屮，电场力做功为零，由动能定理可知，电子离开电场时的动能：EK=400eV,故D正确；故选C.1.如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于0、M、P点.由0点静止释放的电子恰好能运动到P点.现将C板向右平移到P点，则由0点静止释放的电子B.运动到P和P'点之间返冋D.穿过P点A.运动到P点返冋C.运动到P点返回【答案】A【解析】设板间的电势差为％臥C板间的