第8章 专题强化七 带电粒子在电场中运动的综合问题-【衡中学案】2024年新高考物理一轮总复习(人教版)

高考一轮总复习·物理·人教版 Ａ. ＭＮ 所接电源的极性应周期性变化 Ｂ. 金属圆筒的长度应与质子进入圆筒时的速度成正比 Ｃ. 质子从圆筒 Ｅ 射出时的速度大小为 １０ｅＵｍ ＋ ｖ ２ ０ Ｄ. 圆筒 Ｅ 的长度为 ８ｅＵｍ ＋ ｖ ２ ０􀅰Ｔ ２. (２０２２􀅰浙江 ６ 月卷)如图所示ꎬ带等量异种电荷的 两正对平行金属板 Ｍ、Ｎ 间存在匀强电场ꎬ板长为 Ｌ (不考虑边界效应)ꎮ ｔ ＝ ０ 时刻ꎬＭ 板中点处的粒子 源发射两个速度大小为 ｖ０ 的相同粒子ꎬ垂直 Ｍ 板向 右的粒子ꎬ到达 Ｎ 板时速度大小为 ２ｖ０ꎻ平行 Ｍ 板向 下的粒子ꎬ刚好从 Ｎ 板下端射出ꎮ 不计粒子重力和 粒子间的相互作用ꎬ则 (　 　 ) Ａ. Ｍ 板电势高于 Ｎ 板电势 Ｂ. 两个粒子的电势能都增加 Ｃ. 粒子在两板间的加速度为 ａ ＝ ２ｖ２０ Ｌ Ｄ. 粒子从 Ｎ 板下端射出的时间 ｔ ＝ ( ２ － １)Ｌ２ｖ０ ３. (多选)(２０２２􀅰全国乙卷)一种可用于卫星上的带 电粒子探测装置ꎬ由两个同轴的半圆柱形带电导体 极板(半径分别为 Ｒ 和 Ｒ ＋ ｄ)和探测器组成ꎬ其横截 面如图(ａ)所示ꎬ点 Ｏ 为圆心ꎮ 在截面内ꎬ极板间各 点的电场强度大小与其到 Ｏ 点的距离成反比ꎬ方向 指向 ０ 点ꎮ ４ 个带正电的同种粒子从极板间通过ꎬ到 达探测器ꎮ 不计粒子重力ꎮ 粒子 １、２ 做圆周运动ꎬ 圆的圆心为 Ｏ、半径分别为 ｒ１、ｒ２ (Ｒ < ｒ１ < ｒ２ < Ｒ ＋ ｄ)ꎻ粒子 ３ 从距 Ｏ 点 ｒ２ 的位置入射并从距 Ｏ 点 ｒ１ 的 位置出射ꎻ粒子 ４ 从距 Ｏ 点 ｒ１ 的位置入射并从距 Ｏ 点 ｒ２ 的位置出射ꎬ轨迹如图(ｂ)中虚线所示ꎮ 则 (　 　 ) Ａ. 粒子 ３ 入射时的动能比它出射时的大 Ｂ. 粒子 ４ 入射时的动能比它出射时的大 Ｃ. 粒子 １ 入射时的动能小于粒子 ２ 入射时的动能 Ｄ. 粒子 １ 入射时的动能大于粒子 ３ 入射时的动能 温馨提示:复习至此ꎬ请完成练案 ２４ ▼ 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 专题强化七　 带电粒子在电场中运动的综合问题 　 　 一、带电粒子在交变电场中的运动 １. 带电粒子在交变电场中的运动ꎬ通常只讨论电 压的大小不变、方向做周期性变化(如方波)的情形ꎮ (１)当粒子平行于电场方向射入时ꎬ粒子做直线 运动ꎬ其初速度和受力情况决定了粒子的运动情况ꎬ粒 子可以做周期性的直线运动ꎮ (２)当粒子垂直于电场方向射入时ꎬ沿初速度方 向的分运动为匀速直线运动ꎬ沿电场方向的分运动具 有周期性ꎮ ２. 研究带电粒子在交变电场中的运动ꎬ关键是根 据电场变化的特点ꎬ利用牛顿第二定律正确地判断粒 子的运动情况ꎮ 根据电场的变化情况ꎬ分段求解带电 粒子运动的末速度、位移等ꎮ 很多时候可将 φ － ｔ 图像 Ｕ － ｔ 图像 Ｅ － ｔ 图像 ü þ ý ïï ï 转换 →ａ － ｔ 图像 转化 →ｖ － ｔ 图像ꎮ ３. 对于锯齿波和正弦波等电压产生的交变电场ꎬ 若粒子穿过板间的时间极短ꎬ带电粒子穿过电场瞬间 可认为是在匀强电场中运动ꎮ 　 　 典例试做 １ (２０２３􀅰河北高三模拟)如图甲所 示ꎬ在平行板电容器 Ａ、Ｂ 两极板间加上如图乙所示的 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 HZXA　 １７７ 衡中学案·2024 年度创新设计·新教材 交变电压ꎬｔ ＝ ０ 时刻 Ａ 板电势比 Ｂ 板高ꎬ两板中间静止 一电子ꎬ设电子在运动过程中不与两板相碰ꎬ而且电子 只受静电力作用ꎬ规定向左为正方向ꎬ则下列叙述正确 的是 (　 　 ) Ａ. 在 ｔ ＝ ０ 时刻释放电子ꎬ则电子运动的 ｖ － ｔ 图像 如图丙图线一所示ꎬ该电子一直向 Ｂ 板做匀加速直线 运动 Ｂ. 若 ｔ ＝ Ｔ８ 时刻释放电子ꎬ则电子运动的 ｖ － ｔ 图 像如图线二所示ꎬ该电子一直向 Ｂ 板做匀加速直线 运动 Ｃ. 若 ｔ ＝ Ｔ４ 时刻释放电子ꎬ则电子运动的 ｖ － ｔ 图 像如图线三所示ꎬ该电子在 ２Ｔ 时刻在出发点左边 Ｄ. 若 ｔ ＝ ３８ Ｔ 时刻释放电子ꎬ在 ２Ｔ 时刻电子在出 发点的左边 　 　 二、用等效法处理带电体在电场和重力场中的 运动 　 　 １. “等效