专题11　带电粒子在电场中的运动-【大题精做】冲刺2023年高考物理大题突破+限时集训（全国通用）

令学利阿 李科网原创，让学司更客品！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 专题11 带电粒子在电场中的运动 典例在线 【例题】(2023江苏苏州·高三统考期末)如图a所示，水平放置的两正对、平行金属板A、B间加有如图b 所示的交变电压UAB,现有一带电粒子从A板左端边缘以速度v。水平射入电场。粒子电荷量为+q,质量为 m,不计粒子重力。 (1)若粒子能够射出电场，已知金属版长度为L,求粒子在电场中的运动时间： T 1= (2)若粒子在4时刻射入电场，经过一段时间后从A板右侧边缘水平射出，则板长L和两板间距d分 别满足什么条件？ (3)若金属板足够长，要求=0时刻射入的粒子打到B板时动能最大，则两板间距d应当满足什么条件？ U 不 U T T 2T 图a 图b D6:2)L=7e=1.2,3d≥匹 d= 【答案】 4Vm:(3) T4n+2g0n=0,12,3 4 【解析】(1)根据题意可知，粒子在电场中，水平方向上做匀速直线运动，若粒子能够射出电场，则粒子 在电场中的运动时间为 T (2)根据题意可知，若粒子在4时刻射入电场，且经过一段时间后能够从A板右侧边缘水平射出，则 TT T 3T 在竖直方向上，粒子在42时间内，做向下的匀加速直线运动，在24时间内，向下做匀减速直线运 37 3T-T 动，由对称性可知，粒子在4时，竖直分速度减小到0，此时，粒子未达到B板上，然后在4时间内， r、5 ST 向上做匀加速直线运动，在4时间内，向上做匀减速直线运动，由对称性可知，在5时，粒子恰好回 到A板边缘，且竖直分速度为0，由上述分析可知，两板间距d满足条件为 d22x日 1 ,原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 令学利四 李科网原创，让学司更客品！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 由牛顿第二定律可得 a=Ug d 联立解得 d≥T9U 4\m 粒子在电场中的运动时间为 4=nT(n=1,2,3… 则板长L为 L=4=nvT(n=1,2,3…】 0、7 T-T (3)根据题意可知，若粒子从1=0时刻进入电场，在2时间内，做向下的匀加速直线运动，在2时 间内，向下做匀减速直线运动，由对称性可知，在T时刻，粒子竖直分速度减小到0，要求粒子打到B板时 T 3T 5T 动能最大，则粒子打到B板时，竖直分速度最大，即粒子在2,2,2时，恰好打到B板，则有 d=(2n+1 ,1qUT n=0,1,2,3… 2dm2 解得 T d= 4 4n+2g0n=0,12,3… 【结束】 解题技巧 思维导图 匀速直线运动 合力为客 变速直线运动 合力方向与速度方向在同一直线上 解题思路：牛顿运 动定律或动能定理 曲线运动 合力指向轨凌凹侧 电粒子在电场中的运动 侧移距离：= U 类平抛 运动的 4dU 运动 分解 y-y6+fran6-传l+r0anf 40 圆周运动 某一位置，牛顿第二定律 某一过程.动能定理 2 、原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究： 令学利阿 学科网原到，让令司更多易！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 1. 带电粒子在电场中运动时重力的处理 如电子、质子、α粒子、离子等，除有说明或明确的暗示 基本粒子 以外，一般都不考虑重力（但并不忽略质量） 如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗 带电体 示以外，一般都不能忽略重力 2.带电粒子在电场中的运动特点及分析方法 常见运动 受力特点 分析方法 静止或匀速直 合外力F合=0 共点力平衡 线运动 1.匀强电场中： (1)用动力学观点分析 合外力F合0， a=Fm,E=Ud,v2-vo2=2ad 变速直线运动 且与初速度方向 (2)用功能观点分析 在同一条直线上 W=gEd=qU=12mv2-12mvo2 2.非匀强电场中： W=qU=Ek2一Ek1 运动的分解 偏转角：tan0=yv0=gU2l2= U212Uld=2y0l 带电粒子在匀 g 强电场中的偏 进入电场时vo 转运动（类平E 抛) 侧移距离：%=gU212o2=U2124dU1 y=yo+Ltan 0=(12+L)tan 0 变式训练 【变式训练】(2023湖南怀化统考一模)如图，倾角为30°的斜面上有一个电荷量为g(q>0)质量为m的 3 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 令学利四 李科网原，让学司更客易！ JP.ZXXK.COM 学科网精品频道全力推荐 小球以'。的初速度水平抛出。竖直平面内有一水平向左的匀强电场，电场强度为E。已知小球回到斜面时 3mvo 速度方向与斜面的夹角不变，克服电场力做功8。从抛出小球到小球回到斜面的运动过程中，下列说法 正确的是() o 307 E=V3mg A. 夕 B.该系统的机械能不变 C.小球最小速度为2 3 D,若