2013年高考物理二轮专题复习模型讲解带电粒子在电场中的运动模型

1、- -1 1 - -2013 年高考二轮专题复习之模型讲解带电粒子在电场中的运动模型模型概述带电粒子在电场中的运动也是每年高考中的热点问题，具体来讲有电场对带电粒子的加速（减速），涉及内容有力、能、电、图象等各部分知识，主要考查学生的综合能力。模型讲解例. .在与 X X 轴平行的匀强电场中， 一带电量为1.0汉10C、质量为2.5103kg的物体在光滑水平面上沿着 x x 轴做直线运动，其位移与时间的关系是x = 0.16t - 0.02t2，式中 x x 以米为单位，t t 的单位为秒。从开始运动到5s5s 末物体所经过的路程为 _ m m 克服电场力所做的功为_J J。解析：由位移的关系

2、式x =0.16t-0.02t2可知v 0.16m/So122 -0.02，所以a =-0.04m/s2，即物体沿 x x 轴方向做匀减速直线运动设从开始运动到速度为零的时间为t1，则vo二at1故j,j,1 1 诗亦2第 5s5s 内物体开始反向以a2= 0.04m/s的加速度做匀加速直线运动12% =尹2上2=0.02m3 s?= 0.34m, 5s5s 末的速度v=32七2二0.04m/ s克服电场力做功1 1Wmv2mv2=3.0 10_5J202点评：解答本题的关键是从位移与时间的关系式中找出物体的初速度和加速度，分析出物体运动 4s4s 速度减为零并反向运动，弄清位移与路程的联系和

3、区别。模型要点力和运动的关系一一牛顿第二定律因此开始 5s5s 内的路程为- -2 2 - -根据带电粒子受到的力， 用牛顿第二定律找出加速度， 结合运动学公式确定带电粒子的速 度、 位移等物理量。这条思路通常适用于受恒力作用下的匀变速曲线运动。功和能的关系一一动能定理根据力对带电粒子所做的功 W W 及动能定理，从带电粒子运动的全过程中能的转化角度，研 究带电粒子的速度变化、经历的位移等，这条思路通常适用于非均匀或均匀变化的磁场，特 别适用于非均匀变化的磁场。在讨论带电粒子的加速偏转时，对于基本粒子，如电子、质子、中子等，没有特殊说明， 其重力一般不计；带电粒子如液滴、尘埃、颗粒等没有特殊说

4、明，其重力一般不能忽略。误区点拨一般情况下带电粒子所受的电场力远大于重力，所以可以认为只有电场力做功。由动能定 理W二qU二，E Ek，此式与电场是否匀强无关，与带电粒子的运动性质、轨迹形状也无关。模型演练如图 1 1 所示，A A、B B 两块金属板水平放置，相距d = 0.6cm，两板间加有一周期性变化的电 压，当 B B 板接地时，A A 板电势A随时间 t t 变化的情况如图 2 2 所示。在两板间的电场中，将一 带负电的粒子从 B B 板中央处由静止释放，若该带电粒子受到的电场力为重力的两倍，要使该 粒子能够达到 A A 板，交变电压的周期至少为多大。(g g 取10m/s2)=g= -g(T)也，后半周期先减速上升，后加速下降，其加速2 2 8度:F mg =ma2得 a3mg-3g m减速时间为tl则罗诂，七解析：设电场力为F F,则图 2 2前半周期上升高度:hi- -3 3 - -此段时间内上升高度：h2冷3g（6）2二势 则上升的总高度：0 0 也谱后半周期的；7 7时间内，粒子向下加速运动，下降的高度:2gT2上述计算说明，在一个周期内上升乎