高考物理一轮总复习 第六章 静电场 第3节（课时4）电容器 带电粒子在电场中的运动：带电粒子在交变电场中的运动问题（示波器）课件 鲁科版.ppt

思想方法 带电粒子在交变电场中的运动问题 1 方法指导 2 例证突破 3 方法总结 4 跟踪训练 5 真题演练 第六章静电场 一 方法指导 1 方法指导 1 常见产生交变电场的电压波形有方形波 锯齿波 正弦波等 2 电荷在交变电场中常见的运动情况 1 单向直线运动 一般用牛顿运动定律求解 2 往返运动 一般分段研究 3 偏转运动 一般由交变电场特点分段研究 一 常见的交变电场及电荷运动情况 二 解答带电粒子在交变电场中运动问题的思维方法 1 注重全面分析 分析受力特点和运动规律 抓住粒子的运动具有周期性和在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 做功或确定与物理过程相关的边界条件 2 分析时从两条思路出发 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 3 注意对称性和周期性变化关系的应用 二 例证突破 2 例证突破 例4 将如图示的交变电压加在平行板电容器a b两板上 开始b板电势比a板电势高 这时有一个原来静止的电子正处在两板的中间 它在电场力作用下开始运动 设a b两极板间的距离足够大 下列说法正确的是 转解析 a 电子一直向着a板运动b 电子一直向着b板运动c 电子先向a板运动 然后返回向b板运动 之后在a b两板间做周期性往复运动d 电子先向b板运动 然后返回向a板运动 之后在a b两板间做周期性往复运动 分段分析法 在变化电压下 电子在不同时间段的受力情况 运动情况及遵从的规律各怎样 转原题 拓展延伸 在例4中将加在电容器a b两极板间的交变电压变成如图所示 其他不变 则例4中四个选项a b c d哪个说法正确 分段分析电子在不同时间段的受力情况 运动情况 解析由题意可知电子的a t图线如图 根据电子的a t图线可分析出电子的v t图线如图 电子速度始终是一个方向 由开始b板电势高 可知电子是一直向b板运动 所以选项b正确 答案b 审题析疑 1 粒子在板间做什么运动 2 粒子沿初速度方向做什么运动 3 粒子在垂直初速度方向做什么运动 备选 如图甲所示 长为l 间距为d的两金属板a b水平放置 ab为两板的中心线 一个带电粒子以速度v0从a点水平射入 沿直线从b点射出 若将两金属板接到如图乙所示的交变电压上 欲使该粒子仍能从b点以速度v0射出 求 1 交变电压的周期t应满足什么条件 2 粒子从a点射入金属板的时刻应满足什么条件 4 欲使该粒子仍能从b点以v0射出 隐含了粒子运动的什么状态 转解析 设 q v0 转原题 三 方法总结 3 方法总结 1 带电粒子进入电场的时刻 2 速度图象的切线斜率表示加速度 3 图线与坐标轴围成的面积表示位移 且在横轴上方所围成的面积为正 在横轴下方所围成的面积为负 4 注意对称性和周期性变化关系的应用 5 图线与横轴有交点 表示此时速度改变方向 对运动很复杂 不容易画出速度图象的问题 还应逐段分析求解 带电粒子在交变电场中的运动问题 由于不同时间内场强不同 使得带电粒子所受的电场力不同 造成带电粒子的运动情况发生变化 解决这类问题 要分段进行分析 根据题意找出满足题目要求的条件 从而分析求解 变式训练4 将一电荷量为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 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 在变化电场下 分时段分析电子的受力情况 运动情况 本题详细解析见教辅 四 跟踪训练 4 跟踪训练 跟踪训练 平行板间加如图所示的周期性变化的电压 重力不计的带电粒子静止在平行板中央 从t t 2时刻开始将其释放 运动过程无碰板情况 则能定性描述粒子运动的速度图象的是 解析显隐 跟踪训练 如图甲所示 热电子由阴极飞出时的初速度忽略不计 电子发射装置的加速电压为u0 电容器板长和板间距离均为l 10cm 下极板接地 电容器右端到荧光屏的距离也是l 10cm 在电容器两极板间接一交变电压 上极板的电势随时间变化的图象如图乙所示 每个电子穿过平行板的时间都极短 可以认为电压是不变的 求 1 在t 0 06s时刻 电子打在荧光屏上的何处 2 荧光屏上有电子打到的区间有多长 此条件说明电荷速度极快 它穿过电场的时间内 电场强度没有发生变化 转解析 转原题 跟踪训练 示波器是一种多功能电学仪器 它是由加速电场和偏转电场组成 如图所示 电子在电压为u1的电场中由静止开始加速 然后射入电压为u2的平行金属板间的偏转电场中 入射方向与极板平行 在满足电子能射出平行电场区的条件下 下述情况一定能使电子偏转角度 变大的是 a u1变大 u2变大b u1变小 u2变大c u1变大 u2变小d u1变小 u2变小 转解析 转原题 五 真题演练