微学霸——匀强电场：第五部分 带电体在匀强电场中的运动综合

一、带电体在电场中的运动 1．运动情况反映受力情况： （1）静止或匀速直线运动，电场力与重力平衡。 （2）匀变速直线运动，电场力（重力不计）或电场力与重力的合力方向与速度方向共线。 （3）变速直线运动，存在点电荷及约束（平面、杆、管道等），合力与速度方向共线。 （4）类平抛运动或斜抛运动，电场力（重力不计）或电场力与重力的合力方向与速度方向不共线。 （5）匀速圆周运动，存在点电荷（或辐射电场），电场力充当向心力。 （6）变速圆周运动，存在电场力或重力的复合场及约束（圆轨道、圆环、圆管等）。 2．分析方法： 电场力从本质上区别于重力、弹力、摩擦力等，但产生的作用效果服从牛顿力学的所有规律。因此，对电场力作用下带电体的运动，仍然根据力学问题的解题思路进行分析。 3．动力学观点： 常用来处理加速度恒定的运动，主要情况有： （1）带电体的匀速直线运动； （2）带电体的匀变速直线运动； （3）带电体的类平抛运动或斜抛运动。 4．功能观点： 既可以用来处理加速度恒定的运动，也可以用来处理加速度大小或方向发生变化的运动。 二、带电体在交变电场中的运动 1．常见的交变电场：方波、锯齿波、正弦波等。 2．常见试题情境： （1）带电体做单向直线运动。 （2）带电体做往返运动，包括能返回起点和每个周期都有单向位移的运动。 （3）带电体做偏转运动，包括偏转距离能减小到零和偏转距离一直增大的运动。 3．常用分析方法： （1）在方波交变电场中，电场每次突变前后皆可视作匀强电场，带电体受到恒定的电场力作用。 （2）带电体在交变电场中一般做直线运动或偏转运动，可对一个周期内电场不变的各段分别进行受力分析和运动分析。 （3）电场突变的时刻常为速度的极值点，即运动的变化周期常与交变电场的周期成简单的整数比。 （4）根据运动分析，作出带电体的运动轨迹或速度–时间图象常可以使问题更直观，便于分析。 （5）锯齿波、正弦波交变电场问题中，一般会直接或间接地提到带电体在电场中的运动时间远小于电场变化周期，即带电体在电场中运动时，电场可视为匀强电场。 三、带电体在复合场（重力场、电场）中的圆周运动 1．模型概述 场与实物的根本区别之一是场具有叠加性，即几个场可以同时占据同一空间，形成复合场。而物体在复合场中同时受到多个场力的作用，并且具有各场对应的势能。 2．解题方法 （1）正交分解法： 带电体在匀强电场中受到