2024届高考物理一轮复习课件：带电粒子在复合场中的运动

3.4带电粒子在重力场和电场中的运动 第七章 静电场 回顾：直线运动和曲线运动的条件 类型一：带电粒子在复合场中的直线运动 1、当带电粒子所受合外力F合 ，粒子静止或 运动． 2、当带电粒子所受合外力F合 ，带电粒子将做 运动． 类型二：带电粒子在复合场中的曲线运动 3、当带电粒子所受合外力F合 ，带电粒子将做 类平抛 运动． 带电粒子在复合场中运动的受力特点 等于0 做匀速直线 不等于0 且与速度共线 加/减速直线 不变且与速度垂直 一、带电粒子在复合场中的直线运动 【例1】如甲、乙图所示，平行板电容器的两个极板与一直流电源相连，极板间距为d，带负电的微粒质量为m、带电荷量为q，以初速度v0水平射入，恰能沿图中所示水平直线通过电容器，已知乙图的平行板电容器两极板与水平面夹角为θ，重力加速度为g。求： （1）微粒分别做什么运动？ （2）微粒分别所受电场力的大小？ （3）乙图中微粒运动到B点的动能大小？ 甲 一、带电粒子在复合场中的直线运动 （1）微粒做什么运动？ （2）微粒所受电场力的大小？ 能量变化？ 甲图： 匀速直线运动 F电 = mg 重力势能、电势能、动能不变（WG=0、 W电=0 ） 一、带电粒子在复合场中的直线运动 （1）微粒做什么运动？ （2）微粒所受电场力的大小？ （3）微粒运动到B点的动能大小？ 乙图： 匀减速直线运动 F电 = 重力势能不变（WG=0） 电势能增加（W电<0） 动能减少 d 一、带电粒子在复合场中的直线运动 【变式】一匀强电场，场强方向是水平的，如图所示，一个质量为m、电荷量为q的带正电的小球，从O点出发，初速度的大小为v0，在电场力和重力作用下恰好能沿与场强的反方向成θ角做直线运动，重力加速度为g，求： （1）电场强度的大小； （2）运动的最大高度； （3）若小球在初始位置的电势能为零，求小球电势能的最大值。 二、带电粒子在复合场中的偏转（运动的合成与分解） 【例2】空间存在一方向竖直向下的匀强电场，O、P是电场中的两点．从O点沿水平方向以不同速度先后发射两个质量均为m的小球A、B.A不带电，B的电荷量为q(q>0)．A从O点发射时的速度大小为v0，到达P点所用时间为t；B从O点到达P点所用时间为.重力加速度为g，求： （1）A、B两球分别做什么运动？ （2）电场强度的大小？ （3）B球的初速度大小？ （4）B运动到P点时的动能？ （1）A球：平抛运动，B球：类平抛运动 二、带电粒子在复合场中的偏转（运动的合成与分解） 【变式拓展】在上述的情境条件下中，将匀强电场的方向改为竖直向上，大小为E = ，若小球B依然能够到达P点，求小球B发射的初速度和到达P点所用的时间。 三、课堂小结 求解带电粒子在复合场（重力场和电场）中运动的基本思路 带电粒子在电场中的运动问题，实质是力学问题，其解题的一般步骤仍然为： 带电体（粒子、微粒、小球等） 确定研究对象 受力分析 运动情况分析 运用物理规律 列方程求解 注意重力是否能忽略 直线运动、曲线运动、圆周运动 力学、运动学、能量、动量等 四、课堂检测 1、如图所示为匀强电场中的一组等间距的竖直直线，一个带电粒子从A点以一定的初速度斜向上射入电场，结果粒子沿初速度方向斜向右上方做直线运动，则下列说法正确的是(　　) A．若竖直直线是电场线，电场的方向一定竖直向上 B．若竖直直线是电场线，粒子沿直线向上运动过程动能保持不变 C．若竖直直线是等势线，粒子一定做匀速直线运动 D．若竖直直线是等势线，粒子沿直线斜向上运动过程电势能增大 BD 四、课堂检测 2、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 AD $$