（鲁京津琼）2020版高考物理总复习第七章静电场专题突破带电粒子或带电体在电场中运动的综合问题课件.pptx

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1、专题突破　带电粒子(或带电体)在电场中运动的综合问题电场中的力、电综合问题要善于把电学问题转化为力学问题，建立带电粒子在电场中加速和偏转的模型，能够从带电粒子的受力与运动的关系、功能关系和动量关系等多角度进行分析与研究。【例1】(2015·全国卷Ⅱ)如图1所示，一质量为m、电荷量为q(q＞0)的粒子在匀强电场中运动，A、B为其运动轨迹上的两点。已知该粒子在A点的速度大小为v0，方向与电场方向的夹角为60°；它运动到B点时速度方向与电场方向的夹角为30°。不计重力。求A、B两点间的电势差。图1解析设带电粒子在B点的速度大小为vB。粒子在垂直于电场方向的速度分量不变，即vBsin3

2、0°＝v0sin60°①图2【拓展1】在【例1】中，若匀强电场的宽度为d，EF、CD为其边界，改变场强的大小，使粒子在A点时的速度方向与电场边界CD垂直，如图2所示，MN为无场区内的光屏，MN与AO相互垂直，MN与EF间距为d。当粒子经过EF边界的B点时，速度方向与EF成30°角，求：(1)匀强电场的场强的大小；(2)粒子打在光屏上的位置距离O点的距离。解析(1)粒子在电场中做类平抛运动，则图3【拓展2】若在【拓展1】中撤去原有电场，在CD与EF之间加上竖直向上的匀强电场E1，EF与MN之间加上水平向右的匀强电场E2，CD与EF、EF与MN之间的距离都为d，由A点静止释放带电粒

3、子，粒子过EF时速度为v0，如图3所示。粒子打在光屏MN上的位置与O点的距离为d，求两个电场场强大小之比。粒子在水平向右的电场中做类平抛运动，则竖直方向：d＝v0t解决带电粒子在电场中运动问题的基本思路(1)两分析：一是对带电粒子进行受力分析，二是分析带电粒子的运动状态和运动过程(初始状态及条件，直线运动还是曲线运动等)。(2)建模型：建立正确的物理模型(加速还是偏转)，恰当选用规律或其他方法(如图象)，找出已知量和待求量之间的关系。【例2】在真空中水平放置平行板电容器，两极板间有一个带电油滴，电容器两极板间距为d，当平行板电容器的电压为U0时，油滴保持静止状态，如图4所示。当

4、给电容器突然充电使其电压增加ΔU1时，油滴开始向上运动；经时间Δt后，电容器突然放电使其电压减少ΔU2，又经过时间Δt，油滴恰好回到原来位置。假设油滴在运动过程中所带电荷量不变，充电和放电的过程均很短暂，这段时间内油滴的位移可忽略不计。重力加速度为g。求：图4(1)带电油滴所带电荷量与质量之比；(2)第一个Δt与第二个Δt时间内油滴运动的加速度大小之比；(3)ΔU1与ΔU2之比。1.(多选)(2019·山东泰安检测)如图5甲所示，在两平行的金属板间加上如图乙所示的电压。在0～1s内，一带电微粒在两极板间处于静止状态，t＝2s时微粒仍运动且未与极板接触。则在1～2s内，微粒(g取

5、10m/s2)()图5A.做匀加速直线运动，加速度大小为10m/s2B.做变加速直线运动，平均加速度大小为5m/s2C.做变加速直线运动，2s末加速度大小为10m/s2D.2s末速度大小为10m/s答案BC图62.(多选)如图6所示，光滑的水平轨道AB与半径为R的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点，AB水平轨道部分存在水平向右的匀强电场，半圆形轨道在竖直平面内，B为最低点，D为最高点。一质量为m、带正电的小球从距B点x的位置在电场力的作用下由静止开始沿AB向右运动，恰能通过最高点，则()A.R越大，x越大B.R越大，小球经过B点后瞬间对轨道的压力越大C.m越大，x越大D.m与R同

6、时增大，电场力做功增大答案ACD带电粒子在交变电场中的运动1.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)粒子做直线往返运动(一般分段研究)；(3)粒子做偏转运动(一般根据交变电场的特点分段研究)。2.两条分析思路：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、位移等，并确定与物理过程相关的边界条件。【例3】(2019·河南商丘模拟)如图7甲所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔。右极板电势

7、随时间变化的规律如图乙所示。电子原来静止在左极板小孔处(不计重力作用)，下列说法中正确的是()图7答案A【例4】(多选)如图8甲所示，平行板相距为d，在两金属板间加一如图乙所示的交变电压，有一个粒子源在平行板左边界中点处沿垂直电场方向连续发射速度相同的带正电粒子(不计重力)。t＝0时刻进入电场的粒子恰好在t＝T时刻到达B板右边缘，则()图8答案AD1.(多选)(2019·青岛模拟)如图9所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象。当t＝0时，在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子，设带电粒子