2024届高考物理一轮复习导学案：25 带电粒子在电场中运动

物理一轮复习学案 带电粒子在电场中运动 学习目标 1.掌握带电粒子在电场中的直线运动和抛体运动规律 2.能够利用动力学、功能观点处理带电粒子在电场中的直线运动和抛体运动。 考点一　带电粒子(带电体)在电场中的直线运动 1．带电粒子(体)在电场中运动时重力的处理 基本粒子 如电子、质子、α粒子、离子等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量) 带电体 如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力 2．做直线运动的条件？ (1)粒子所受合外力F合＝0，粒子做 ． (2)粒子所受合外力F合≠0且与初速度共线，带电粒子将做 ． 3．用动力学观点分析 a＝ ，E＝ ，v2－v02＝2ad. 4．用功能观点分析 匀强电场中：W＝ ＝ ＝mv2－mv02 非匀强电场中：W＝ ＝Ek2－Ek1 考向1 带电体只在静电力作用下的直线运动 例1．一对平行正对的金属板C、D接入如图所示的电路中，电源电动势为E，C板固定，D板可左右平行移动，闭合开关，一段时间后再断开开关，从C板发射一电子，恰能运动到A点后再返回，已知A到D板的距离是板间距离的三分之一，电子质量为m，电荷量为-e，忽略电子的重力，则（　　） A．设定C板电势为0，电子在A点的电势能为 B．若要让电子能够到达D板，可将D板向左平移至A点或A点左侧某位置 C．若要让电子能够到达D板，可将D板向右平移至某位置 D．若要让电子能够到达D板，可闭合开关，再将D板向右平移至某位置 考向2 带电体在静电力和重力作用下的直线运动 例2．如图所示，在竖直面（纸面）内有匀强电场，带电量为q（q>0）、质量为m的小球受水平向右大小为F的恒力，从M匀速运动到N。已知MN长为d，与力F的夹角为，重力加速度为g，则（ ）   A．场强大小为 B．M、N间的电势差为 C．从M到N，电场力做功为 D．若仅将力F方向顺时针转，小球将从M向N做匀变速曲线运动 例3．如图，长度为L的轻质绝缘细杆两端连接两个质量均为m的绝缘带电小球A和B，两小球均可看作质点，带电荷量为qA＝＋6q、qB＝－2q.将小球从图示位置由静止释放，下落一段时间后B进入位于下方的匀强电场区域．匀强电场方向竖直向上，场强E＝，重力加速度为g.求： (1)小球A刚进入电场时的速度大小； (2)要使小球B第一次下落时不穿出电场下边界，电场区域的最小高度H. 考向3　带电粒子在交变电场中的直线运动 例4．如图所示，在两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，当两板间的电压分别如图中甲、乙、丙、丁所示时，电子在板间运动(假设不与板相碰)，下列说法正确的是(　　) A．电压如甲图所示时，在0～T时间内，电子的电势能一直减少 B．电压如乙图所示时，在0～时间内，电子的电势能先增加后减少 C．电压如丙图所示时，电子在板间做往复运动 D．电压如丁图所示时，电子在板间做往复运动 例5、如图甲所示，真空中相距d＝5 cm的两块平行金属板A、B与电源连接(图中未画出)，其中B板接地(电势为零)，A板电势变化的规律如图乙所示。将一个质量m＝2.0×10－27 kg、电荷量q＝＋1.6×10－19 C的带电粒子从紧邻B板处释放，不计粒子重力。求： (1)在t＝0时刻释放该带电粒子，释放瞬间粒子加速度的大小； (2)若A板电势变化周期T＝1.0×10－5 s，在t＝0时将带电粒子从紧邻B板处无初速度释放，粒子到达A板时速度的大小； (3)A板电势变化频率多大时，在t＝到t＝时间内从紧邻B板处无初速度释放该带电粒子，粒子不能到达A板。 考点二　带电粒子在电场中的偏转 1．加速问题:若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子的 的增量。 （1）在匀强电场中:W= = 。（2）在非匀强电场中:W= 。 2．偏转问题: （1）物理情景：不计重力的带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场。 （2）运动性质？ 运动。 （3）处理方法？ 。 ①沿初速度方向做 运动。②沿电场方向做 运动。 如图所示,设带电粒子质量为m，带电荷量为q，以速度v0垂直于电场线射入匀强偏转电场，偏转电压为U1，若粒子飞出电场时偏转角为