第8章 专题强化十二 带电粒子在电场中运动的综合问题-【勤径学升】2024高考物理一轮总复习

回高考一轮总复习·物理 专题强化十二 带电粒子在电场中运动的综合问题 专题解读 L,本专题主要讲解带电粒子（带电体）在电场中运动时动力学和能量观点的综合运用，高考选择题和计算题 都有命题。 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（特别是平抛运动、圆 周运动等曲线运动)的方法与技巧，熟练应用动力学方法和能量观点解决电场问题。 3.用到的知识：受力分析方法，运动学公式、牛顿第二定律，运动的合成与分解、动能定理和能量守恒定律等 知识。 探究热点 链视角 对应誉案P527啊 热点 带电粒子在交变电场中的偏转（方法模型） [例1们如图甲所示，两水平平行金属板a,b间距 针对训练 为d,在两板右侧装有荧光屏MN(绝缘)，O为其 中点。在两板a、b上加上如图乙所示的电压，电 1.如图甲所示，大量的质量为m、电荷量为e的电 压最大值为U。现有一束带正电的离子（比荷 子由静止开始经电压为U。的电场加速后，先后 为k),从两板左侧中点以水平初速度连续不 从上极板的边缘平行极板方向进入偏转电场，其 断地射入两板间的电场中，所有离子均能打到荧 中偏转电场两极板间的电压U随时间t变化的 规律如图乙所示。已知偏转极板间的距离为d, 光屏MN上，已知金属板长L=21。,忽略离子 板长为，不计电子的重力及电子间的相互作用， 间相互作用和荧光屏MN的影响，则在荧光屏 电子通过偏转极板间所用的时间极短，可认为此 上出现亮线的长度为 时间内偏转电压不变，当偏转电压为3U。时，粒 子刚好从距上极板？d的P点射出，下列说法正 确的是 2n3.456%,7 v 10 A.kdUto B. 2d c D.36U 甲 2d A.d=21 规律方法 B.当U=3U。时，电子射出偏转电场时的速度 6eU (1)若离子通过电场的时间远小于交变电场的周期， 可认为这一离子通过电扬的过程中电场强度不变，但不同 C.当U=3U。时，电子射出偏转电场时速度的 时刻进入的离子，所经历的电场不同，偏转不同，常出现临 偏向角为45 界问题。 (2)若离子通过电场的时间大于交变电场的周期，在 D.在T一T时间内进入偏转电场的电子都不 沿电场方向的运动较复杂，可画一1图像分析。 能从极板右侧射出 ®172 第八章静电场回 热点2 “等效法”在电场中的应用（互动共研） 精讲导学 针对训练 1.等效重力法 2.如图，一光滑绝缘半圆环轨道固定在竖直平面 把电场力和重力合成一个等 内，与光滑绝缘水平面相切于B点，轨道半径为 效力，称为等效重力。如图所 R。整个空间存在水平向右的匀强电场E,场强 示，则F金为等效重力场中的 G 大小为33，一带正电小球质量为m、电荷量为 “重力”，g为等效重力场 4g g:从距离B点为餐处的A点以某一初速度沿 中的“等效重力加速度”：F鑫的方向等效为“重 力”的方向，即在等效重力场中的“竖直向下” AB方向开始运动，经过B点后恰能运动到轨道 方向。 的最高点C。重力加速度为g,sin37°=0.6， 2.物理最高点与几何最高点 cos37°=0.8。则： 在电场和重力场的叠加场中做圆周运动的小球， 经常遇到小球在竖直平面内做圆周运动的临界 速度问题。小球能维持圆周运动的条件是能过 R 最高点，而这里的最高点不一定是几何最高点， 而应是物理最高点。 例2](2022·妹埠质检)如图 所示，竖直固定的光滑绝缘圆 (1)带电小球从A点开始运动时的初速度。 ￥0 轨道处于水平方向的匀强电 多大？ 8 场中，轨道半径为R。一质量 (2)带电小球从轨道最高点C经过一段时间运动 为m、电荷量为g(q>0)的带电小球（可视为质 到光滑绝缘水平面上D点（图中未标出），B点与 点)在轨道内侧的P点处于静止状态，过P点的 D点的水平距离多大？ 轨道半径与竖直方向的夹角0=37°，sin37°= 0.6,co337°=0.8，重力加速度为g。某时刻，沿 轨道切线方向给小球一大小为)的速度，使小球 能沿轨道做完整的圆周运动。 (1)求电场强度的大小。 (2)求小球做圆周运动通过P点时对轨道的压 力大小。 (3)设P点的电势为零，求小球在运动过程中的 最大电势能和最小动能。 173® 回高考一轮总复习·物理 热点3 带电粒子（体）的力学综合问题（互动共研） 精讲导学 度大小为g,不计空气阻力和粒子间相互作 用。求： 1.带电粒子在电场中的运动 (1)A点距电场上边界的高度。 1)分析方法：先分析受力情况，再分析运动状态 (2)该电场强度的大小。 和运动过程（平衡、加速或减速，轨迹是直线还是 (3)M与N两粒子离开电场时位置间的距离。 曲线)，然后选用恰当的规律如牛顿运动定律、运 动学公式、动能定理、能量守恒定律解题。 (2)受力特点：在讨论带电粒子或其他带电体