高考物理二轮复习[专题07]电场与带电粒子在电场中的运动(讲)(原卷版)

2026/4/23 3:57:31

( )

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

案例2.(2013·新课标Ⅰ卷)一水平放置的平行板电容器的两极板间距为d,极板分别与电池两极相连,上极板中心有一小孔(小孔对电场的影响可忽略不计)。小孔正上方

d处的P点2有一带电粒子,该粒子从静止开始下落,经过小孔进入电容器,并在下极板处(未与极板接触)返回。若将下极板向上平移A.打到下极板上 C.在距上极板

案例3. (2013·大纲版卷)一电荷量为q(q>0)、质量为m的带电粒子在匀强电场的作用下,在t=0时由静止开始运动,场强随时间变化的规律如图所示。不计重力,求在t=0到t=T的时间间隔内

d,则从P点开始下落的相同粒子将( ) 3B.在下极板处返回

d处返回 2 D.在距上极板

2d处返回 5

(1)粒子位移的大小和方向;

(2)粒子沿初始电场反方向运动的时间。

2.讲基础

(1)带电粒子在电场中加速

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动能的增量.

1212Umv?mv0;F?qE?q?ma 22d112②在非匀强电场中:W?qU?mv2?mv0

22①在匀强电场中:W?qEd?qU?(2)带电粒子在电场中的偏转

①条件分析:带电粒子垂直于电场线方向进入匀强电场. ②运动性质:匀变速曲线运动.

③处理方法:分解成相互垂直的两个方向上的直线运动,类似于平抛运动. ④运动规律:

沿初速度方向做匀速直线运动,运动时间:能穿过电场时t?L;不能穿过电电场时v0t?2mdy qU沿电场力方向,做匀加速直线运动: 加速度a?qEqU ?mmdqUL2离开电场时的偏移量y? 22mdv0离开电场时的偏转角的正切tan?? 3.讲典例

案例1. 【2015?华中师大第一附属中学高三上学期期中】如图所示,A、B为水平放置平行正对金属板,在板中央分别有一小孔M、N,D为理想二极管,R为滑动变阻器。闭合开关S,待电路稳定后,将一带负电荷的带电小球从M、N的正上方的P点由静止释放,小球恰好能运动至小孔N处。下列说法正确的是:( ) A.若仅将A板上移,带电小球仍将恰好运动至小孔N处 B.若仅将B板上移,带电小球将从小孔N穿出

C.若仅将滑动变阻器的滑片上移,带电小球将无法运动至N处 D.断开开关S,从P处将小球由静止释放,带电小球将从小孔N穿出

vyvx?qUL 2mdv0

【趁热打铁】 【2014?北京市名校联盟高三试卷】在平行板间加上如图所示周期性变化的电压,重力不计的带电粒子静止在平行板中央,从t=0时刻开始将其释放,运动过程无碰板情况,下列选项图中,能定性描述粒子运动的速度图象的是( )

案例2. 【2015?江苏省徐州市高三上学期期中】(15分)右下图为一示波管中的水平偏转极板,已知极板的长度为L,两板距离为d,所加偏转电压为U,且下板带正电;若一束电子以初速

v0沿极板的中线进入偏转电场,最终电子从P点飞出。设电子的质量为m,电量为e,不计电

子的重力。试求

(1)电子在极板间运动的加速度大小; (2)电子通过极板发生的偏转距离y

(3)若规定图中的上极板电势为零,试求P点的电势。

【趁热打铁】 【2014?重庆市一诊】(15分)如题7图所示,水平放置的平行金属板间有竖直方向的匀强电场,金属板长度和板间距离均为L,金属板左侧有电压为U0的加速电场,一电量为q的带正电粒子从静止开始经加速电场加速后,从金属板中央水平进入匀强电场,恰好通过金属板右侧边缘,不计粒子重力,求:

(1)金属板间电压U; (2)带电粒子通过金属板右侧边缘时的动能. 4.讲方法

(1)带电粒子在电场中做直线运动(加速或减速)的方法: ①能量方法——能量守恒定律; ②功能关系——动能定理;

③力和加速度方法——牛顿运动定律,匀变速直线运动公式。 (2)带电粒子在电场中的运动的觖题思路

带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同:先分析受力情况再分析运动状态和运动过程;然后选用恰当的规律解题。

①由于带电微粒在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力,因此其处理方法可用正交分解法.先将复杂的运动分解为两个互相正交的简单的直线运动,而这两个直线运动的规律我们可以掌握,然后再按运动合成的观点,去求出复杂运动的相关物理量.

②用能量观点处理带电粒子在复合场中的运动,从功能观点出发分析带电粒子的运动问题时,在对带电粒子受力情况和运动情况进行分析的基础上,再考虑应用恰当的规律(动能定理、能量转化守恒定律等)解题. (3)带电粒子在交变电场中的运动

这是一类力学和电学的综合类问题,解决此类问题,仍然遵循力学的处理思路、方法、规律,但是交变电压的周期性变化,势必会引起带电粒子的某个运动过程和某些物理量的周期性变化,所以应注意:

①分过程解决.“一个周期”往往是我们的最佳选择.

②建立模型.带电粒子的运动过程往往能在力学中找到它的类似模型.

③正确的运动分析和受力分析:合力的变化影响粒子的加速度(大小、方向)变化,而物体的运动性质则由加速度和速度的方向关系确定. 5.讲易错

【题目】 【2013·南京师大附中第1学期高三年级期中考试】(15分)如图所示,水平向左的匀强电场中,用长为l的绝缘轻质细绳悬挂一小球,小球质量为m,带电量为+q,将小球拉至竖直位置最低位置A点处无初速释放,小球将向左摆动,细线向左偏离竖直方向的最大角度θ=74°。

⑴求电场强度的大小E;

⑵求小球向左摆动的过程中,对细线拉力的最大值;

⑶若从A点处释放小球时,给小球一个水平向左的初速度v0,则为保证小球在运动过程中,细线不会松弛,v0的大小应满足什么条件?


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