高考物理一轮复习热点专题突破系列6带电粒子在电场力作用下的四种典型运动课件新人教版选修3_1_第1页
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热点专题突破系列 六 选修3 1 带电粒子在电场力作用下的四种典型运动 高考热点概述 带电粒子在电场中的运动问题是电场部分的重点和难点 是每年高考的热点问题 该类问题考查了学生综合应用电场知识和力学知识的能力 从运动形式上可以分为圆周运动 直线运动 类平抛运动 周期性的往复运动等多种情况 热点分类突破 带电粒子在电场力作用下的圆周运动常见以下三种情况 1 在点电荷 Q 或 Q 的电场中 另一个负电荷 q 或正电荷 q 围绕点电荷做匀速圆周运动 如图甲所示 2 在两个等量同种正电荷Q 或负电荷 Q 的电场中 在过它们连线的中垂面内 一个负电荷 q 或正电荷 q 围绕二者连线的中点做匀速圆周运动 如图乙所示 一 在电场力作用下的圆周运动 3 两个异种电荷Q1 Q2 以相同的角速度 绕其连线上某一点O做匀速圆周运动 如图丙所示 类似于天体运动的双星模型 解决该类问题时 首先分析使物体做圆周运动的向心力来源 然后根据牛顿第二定律列方程求解 解析 根据等电荷量正电荷电场分布的特点 一个具有初速度的带负电的粒子仅在这两个电荷的作用下 可能做匀速圆周运动 即以A B连线的中点为圆心 在垂直于AB直线的平面内做匀速圆周运动 D 在匀强电场中 如果带电粒子的速度v与场强E方向平行时 这时带电粒子在电场中做直线运动 如果电场力方向与速度方向相同 则粒子做匀加速直线运动 如果电场力方向与速度方向相反 则粒子做匀减速直线运动 二 在电场力作用下的直线运动 带电粒子垂直射入匀强电场中 由于只受电场力作用 沿初速度方向将做匀速直线运动 而沿电场力的方向将做初速度为0的匀加速直线运动 称为类平抛运动 三 在电场力作用下的类平抛运动 答案 1 80V 2 1 2 10 10J 3 4 0m2 带电粒子在周期性变化的电场中运动时 由于电场的变化使粒子所受电场力变化 其加速度 速度 位移等都会发生相应的变化 从而出现加速 减速或者周期性运动 常见的产生周期性变化电场的电压波形有方形波 矩齿波 正弦波等 此类题型一般有三种情况 1 粒子做单向直线运动 一般用牛顿运动定律求解 2 粒子做往返运动 一般分段研究 3 粒子做偏转运动 一般根据交变电场特点分段研究 四 在周期性变化电场中的运动 解答此类题型的思维方法 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
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