内容正文:
知识点70:带电体在电场的偏转运动
【知识思维方法技巧】
带电体(重力要考虑)在匀强电场中偏转运动的处理方法:
一般用分解的思想来处理,即将带电体的运动分解为沿电场力方向上的匀加速直线运动和垂直电场力方向上的匀速直线运动,根据运动的合成与分解的知识解决有关问题.
考点一:带电体在匀强电场中的类平抛运动
题型一:带电体在匀强电场中的类平抛运动
【典例1基础题】(多选)如图所示,在竖直向上的匀强电场中,有两个质量相等、带异种电荷的小球A、B(均可视为质点)处在同一水平面上.现将两球以相同的水平速度v0向右抛出,最后落到水平地面上,运动轨迹如图1所示,两球之间的静电力和空气阻力均不考虑,则( )
A.A球带正电,B球带负电
B.A球比B球先落地
C.在下落过程中,A球的电势能减少,B球的电势能增加
D.两球从抛出到各自落地的过程中,A球的动能变化量比B球的小
【典例1基础题对应练习】如图所示,在竖直向上的匀强电场中,A球位于B球的正上方,质量相等的两个小球以相同初速度水平抛出,它们最后落在水平面上同一点,其中只有一个小球带电,不计空气阻力,下列判断正确的是( )
A. 如果A球带电,则A球一定带负电
B. 如果A球带电,则A球的电势能一定增加
C. 如果B球带电,则B球一定带负电
D. 如果B球带电,则B球的电势能一定增加
题型二:带电体在平行板电容器中的类平抛运动
【典例2基础题】如图所示,平行金属板A、B水平正对放置,分别带等量异号电荷.一带电微粒水平射入板间,在重力和电场力共同作用下运动,轨迹如图中虚线所示,那么( )
A.若微粒带正电荷,则A板一定带正电荷
B.微粒从M点运动到N点电势能一定增加
C.微粒从M点运动到N点动能一定增加
D.微粒从M点运动到N点机械能一定增加
考点二:带电体在匀强电场中的类斜抛运动问题
【知识思维方法技巧】
带电体在电场类斜抛运动的处理技巧:
将带电体的运动沿电场力方向上分解和沿重力方向上分解,再根据运动的合成与分解的知识解决有关问题。
题型一:带电体在水平匀强电场中运动模型
【典例1基础题】(多选)如图,水平向右的匀强电场中,一带电粒子从A点以竖直向上的初速度开始运动,经最高点B后回到与A在同一水平线上的C点,粒子从A到B过程中克服重力做功2 J,电场力做功3 J,则( )
A.粒子在B点的动能比在A点多1 J
B.粒子在C点的电势能比在B点少3 J
C.粒子在C点的机械能比在A点多12 J
D.粒子在C点的动能为6 J
【典例1基础题对应练习】如图所示,在水平向右的匀强电场中,质量为m的带电小球,以初速度v从M点竖直向上运动,通过N点时,速度大小为2v,方向与电场方向相反,则小球从M运动到N的过程( )
A.动能增加mv2 B.机械能增加2mv2
C.重力势能增加mv2 D.电势能增加2mv2
题型二:带电体在竖直匀强电场中运动模型
【典例2基础题】一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直向下.若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为( )
A.动能减小
B.电势能增加
C.动能和电势能之和减小
D.重力势能和电势能之和增加
题型三:带电体在斜向匀强电场中运动模型
【典例3基础题】(多选)如图所示,在竖直平面内xOy坐标系中分布着与水平方向成45°角的匀强电场,将一质量为m、带电荷量为q的小球,以某一初速度从O点竖直向上抛出,它的轨迹恰好满足抛物线方程y=kx2,且小球通过点P。已知重力加速度为g,则( )
A.电场强度的大小为
B.小球初速度的大小为
C.小球通过点P时的动能为
D.小球从O点运动到P点的过程中,电势能减少
考点三:带电体在匀强电场中的加速+偏转(斜抛)运动
题型一:带电体重力场+组合场运动模型
【典例1基础题】(多选)在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场,质量为m的带电小球由MN上方的A点以一定的初速度水平抛出,从B点进入电场,到达C点时速度方向恰好水平,A、B、C三点在同一直线上,且AB=2BC,如图所示.由此可见( )
A.电场力为3mg
B.小球带正电
C.小球从A到B与从B到C的运动时间相等
D.小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等
题型二:带电体组合场+重力场运动模型
【典例2基础题】如图所示,两平行金属板间有一匀强电场,板长为L,板间距离为d,在距板右端L处有一竖直放置的光屏M.一电荷量为q、质量为m的质点从两板中央射入板间,最后垂直打在M屏上,则下列结论正确的是( )
A.板间的电场强度大小为mg/q
B.板间的电场强度大小为2mg/q
C.质点在板间运动时动能的增加量等于电场力做的功
D.质点在板间