高考导练高考物理一轮复习 专题热点6 带电粒子在两种典型电场中的运动 新人教版.doc_第1页
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专题热点六带电粒子在两种典型电场中的运动一、带电粒子在两种典型电场中的运动形式一览表点电荷电场匀强电场初速度与场强方向的关系运动形式初速度与场强方向的关系运动形式v0e做变速直线运动v0e做匀变速直线运动v0e有可能做匀速圆周运动v0e匀变速曲线运动(类平抛运动)v0与e有夹角曲线运动v0与e有夹角匀变速曲线运动二、带电粒子在两种典型电场中运动的典型剖析(一)点电荷电场类型一：v0e(e为点电荷电场)图61【例1】如图61所示，在点电荷q的电场中有a、b两点，将质子和粒子(带电荷量是质子的2倍，质量是质子的4倍)分别从a点由静止释放到达b点时，它们速度大小之比为多少？【解析】质子是氢原子核，粒子是氦原子核，质子和粒子都是正离子，从a点到b点都做加速运动设a、b两点间的电势差为u，由动能定理有对质子qhumhv，对粒子qumv.【答案】1【总结】不计重力的带电粒子在非匀强电场中的运动，不能用牛顿运动定律求解，只能用动能定理求解带电粒子在匀强电场中运动的动力学问题，如涉及加速度、时间，需采用牛顿运动定律求解；否则优先用动能定理求解类型二：v0e(e为点电荷电场)【例2】已知氢原子中的质子和电子所带电荷量都是e，电子质量为m，电子绕核做匀速圆周运动，轨道半径为r，试确定电子做匀速圆周运动的v、t等物理量【解析】电子绕核做匀速圆周运动的向心力由质子和电子之间的库仑力提供根据牛顿第二定律和圆周运动规律有m，mr2，mr解得v，t.【答案】见解析类型三：v0与e有夹角(e为点电荷电场)【例3】(多选)如图62所示，虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为a、b和c，且abc，一带正电粒子射入电场中，其运动轨迹如实线klmn所示由图可知( )图62a粒子从k到l的过程中，电场力做负功b粒子从l到m的过程中，电场力做负功c粒子从k到l的过程中，电势能增加d粒子从l到m的过程中，动能减少【解析】由题目条件可知，a、b、c是孤立点电荷激发的电场中的三个等势面，因为运动粒子带正电，且沿klmn运动，所以受到的是静电斥力，可以判断场源电荷必为正电荷，电场力做功情况便确定下来因为knmekaekcd粒子在三点的电势能大小为epbepaepc【解析】该电场必为匀强电场，电场线垂直等势面向上，带负电的粒子所受电场力与电场线方向相反而向下，由做曲线运动的条件可知，粒子可先过c，到b，再到a；也可先过a，到b，再到c，选项a是错误的，选项b正确粒子由a到b的过程，克服电场力做功，电势能增大，动能减小，ekaekb，epbepa；粒子从b到c的过程，电场力做正功，电势能减小，动能增大，所以有ekcekb、epbepc，同理可知ekceka，epaepc，有ekc
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