高考物理总复习 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.pptx

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at图线如图,根据电子的at图线可分析出电子的vt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(q0)、质量为m的带电粒子在匀强电场的作用下，在t0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t0到tT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tT/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L10cm，下极板接地，电容器右端到荧光屏的距离也是L10cm，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t0.06s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