专题11 电偏转模型中的分解与能量---【模型与方法】备战2024年高考物理二轮热点模型

专题11 电偏转模型中的分解与能量 目录 模型一　带电粒子(体)在电场中的偏转 1 模型二 带电粒子在交变电场中的运动 1 模型三“等效重力法”在电场中的应用 2 模型一　带电粒子(体)在电场中的偏转 1．偏转的一般规律 2．两个重要推论 (1)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏转角、偏移距离总是相同的。 (2)粒子经电场偏转后，合速度的反向延长线与初速度延长线的交点O为粒子水平位移的中点，若电场宽度为l，O到电场边缘的距离为。 3．一般解题方法 运动的分解法 一般用分解的思想来处理，即将带电粒子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 功能关系 当讨论带电粒子的末速度v时也可以从能量的角度进行求解：qUy＝mv2－mv02，其中Uy＝y，指初、末位置间的电势差 模型二 带电粒子在交变电场中的运动 1．两条分析思路 一是力和运动的关系，根据牛顿第二定律及运动学规律分析；二是功能关系(机械能守恒定律、动能定理、能量守恒定律)。 2．两个运动特征 分析受力特点和运动规律，抓住粒子的运动具有周期性和空间上具有对称性的特征，求解粒子运动过程中的速度、位移等，并确定与物理过程相关的边界条件。 3.交变电压与v-t图像 例：如图甲所示，在平行板电容器A、B两极板间加上如图乙所示的交变电压，t＝0时刻A板电势比B板高，两板中间静止一电子，设电子在运动过程中不与两板相碰，而且电子只受静电力作用，规定向左为正方向，则下列叙述正确的是(　 ) A．在t＝0时刻释放电子，则电子运动的v-t图像如图丙图线一所示，该电子一直向B板做匀加速直线运动 B．若t＝ 时刻释放电子，则电子运动的v-t图像如图线二所示，该电子一直向B板做匀加速直线运动 C．若t＝ 时刻释放电子，则电子运动的v-t图像如图线三所示，该电子在2T时刻在出发点左边 D．若t＝T时刻释放电子，在2T时刻电子在出发点的左边 模型三“等效重力法”在电场中的应用 1．等效重力法 把电场力和重力合成一个等效力，称为等效重力。如图所示，则F合为等效重力场中的“重力”，g′＝为等效重力场中的“等效重力加速度”；F合的方向等效为“重力”的方向，即在等效重力场中的“竖直向下”方向。 2．物理最高点与几何最高点 【模型演练1】（2022·浙江·统考高考真题）如图所示，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，板长为L（不考虑边界效应）。t=0时刻，M板中点处的粒子源发射两个速度大小为v0的相同粒子，垂直M板向右的粒子，到达N板时速度大小为；平行M板向下的粒子，刚好从N板下端射出。不计重力和粒子间的相互作用，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 D．粒子从N板下端射出的时间 【模型演练2】．（2023·安徽淮北·统考一模）如图甲所示，长为、间距为d的平行金属板水平放置，O点为两板中点的一粒子源，能持续水平向右发射初速度为、电荷量为、质量为m的粒子。在两板间存在如图乙所示的交变电场，取竖直向下为正方向，不计粒子重力，以下判断正确的是（　　） A．能从板间射出的粒子的动能均相同 B．粒子在电场中运动的最短时间为 C．时刻进入的粒子，从点的下方射出 D．时刻进入的粒子，从点的上方射出 【模型演练3】．（2022·全国·统考高考真题）地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场，将一带正电荷的小球自电场中Р点水平向左射出。小球所受的重力和电场力的大小相等，重力势能和电势能的零点均取在Р点。则射出后，（　　） A．小球的动能最小时，其电势能最大 B．小球的动能等于初始动能时，其电势能最大 C．小球速度的水平分量和竖直分量大小相等时，其动能最大 D．从射出时刻到小球速度的水平分量为零时，重力做的功等于小球电势能的增加量 【模型演练4】（2024上·福建泉州·高三统考期末）如图甲，竖直平面中有平行于该平面的匀强电场，长为的绝缘轻绳一端固定于点，另一端连接质量为、带电量为的小球，小球绕点在竖直面内沿顺时针方向做完整的圆周运动。图中为水平直径，为竖直直径。从A点开始，小球动能与转过角度的关系如图乙所示，已知重力加速度大小为，则（　　） A．为电场的一条等势线 B．该匀强电场的场强大小为 C．轻绳的最大拉力大小为 D．轻绳在两点拉力的差值为 一、单选题 1．（2024上·河南周口·高三统考阶段练习）质子（质量数和电荷数均为1）和粒子（质量数为4、电荷数为2）垂直进入某一平行板间的匀强电场中，又都从另一侧离开电场。若两粒子在通过平行板时动能的增量相同，不计粒子重力，则下列判断正确的是（    ） A．质子和粒子射入时的初动量之比为2：1 B．质子和粒子射入时的初动能之比为1：2 C．质子和