2024届高考物理一轮复习课件：带电粒子在电场中的运动

带电粒子在电场中的运动 高考物理一轮复习 一、是否忽略重力 1.微观粒子 电子、质子、中子、离子等微观粒子一般不考虑重力，但不能忽略质量 2.宏观粒子 带电的液滴、油滴、尘埃、小球等，除有特殊说明外，一般不可忽略重力。 二、带电粒子在电场中运动的直线运动 解决带电粒子加速的两类分析方法 1. 利用力与运动的关系（牛顿动力学） 根据牛顿第二定律求加速度a，结合运动学公式求x、v等物理量。 2. 利用功能关系（动能定理） 根据电场力对带电粒子做功，引起带电粒子的动能、势能变化。 利用动能定理或功能关系求解运动过程。 1、只有电场力的直线运动 （1）.求解带电粒子的加速度 牛顿第二定律： （2）.求解带电粒子的末速度 1.动力学角度 2.动能定理角度 A B U d E + F v 例题1：(多选)如图所示，在真空中A、B两块平行金属板竖直放置并接入电路。调节滑动变阻器，使A、B两板间的电压为U时，一质量为m、电荷量为－q的带电粒子，以初速度v0从A板上的中心小孔沿垂直两板的方向射入电场中，恰从A、B两板的中点处沿原路返回(不计重力)，则下列说法正确的是 (　　) A．使初速度变为2v0时，带电粒子恰能到达B板 B．使初速度变为2v0时，带电粒子将从B板中心小孔射出 C．使初速度v0和电压U都增加为原来的2倍时，带电粒子恰能到达B板 D．使初速度v0和电压U都增加为原来的2倍时，带电粒子将从B板中心小孔射出 1、只有电场力的直线运动 例题2：如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中有一小孔。质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零。空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g。求: (1)小球到达小孔处的速度; (2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量; (3)小球从开始下落到运动到下极板处的时间。 2、考虑重力的直线运动（复合场中的直线运动） L d - - - - - - - - + + + + + + + + + U v0 q、m + + vy θ v v0 y 1.飞行时间： 2.加速度： 3.竖直分速度： 4.竖直分位移： 5.速度偏转角： 三、带电粒在电场中的偏转（曲线运动） 1、只受电场力的偏转 1、只受电场力的偏转 例题3：（多选） 四个带电粒子的电荷量和质量分别（+q,m）、(+2q,m)、(+3q,m)、(-q,m)它们先后以相同的速度从坐标原点沿x轴正方向射入一匀强电场中，电场方向与y轴平行，不计重力，下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中，可能正确的是（　　） A. B. C. D. 1、只受电场力的偏转 针对训练：（多选）如图所示，有三个质量相等分别带正电、负电和不带电的小球，从平行板电场中的P点以相同的水平初速度垂直于E进入电场，它们分别落在A、B、C三点，则可判断（　　） A.落到A点的小球带正电，落到B点的小球不带电 B.三小球在电场中运动时间相等 C.三小球到达正极板时的动能关系是：EkA＞EkB＞EkC D.三小球在电场中运动的加速度关系是：aC＞aB＞aA 2、考虑重力的偏转 例题4：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 2、考虑重力的偏转 例题5： (多选)如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m可看成质点的带电小球以初速度v从M点竖直向上抛出通过N点时，速度大小为v，方向与电场方向相反。若MN连线与水平方向夹角为45°，则小球从M点运动到N点的过程中（　　） A. 小球的动能先减小再增大 B. 小球的机械能先增大再减小 C. 小球的重力大小一定等于电场力大小 D. 小球的电势能一定逐渐增大 2、考虑重力的偏转 针对训练：(多选)如图，平行板电容器两极板AB竖直放置，一个带电荷量为q、质量为m的带电油滴从A板的内侧垂直A板以大小为v的速度向右运动，最终打在B板时的速度大小仍为v，速度方向与B板成θ角，θ=53°，sin53°=0.8，cos53°=0.6，已知重力加速度为g。则（　　） A．带电油滴带正电 B．两极板间的电场强度大小为 C．AB两极板间的距离为 D．油滴从A板到B板机械能减小 2、考虑重力的偏转 针对训练：在xOy平面内，有沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E(图中未画出)，