2衡水中学物理最经典-解决带电粒子在交变电场中运动的方法

1、解决带电粒子在交变电场中运动的方法技法一借助图象，展示物理过程带电粒子在交变电场中运动时，受电场力作用，其加速度、速度等均做周期性变化借助图象来描述它在电场中的运动情况，可直观展示物理过程，从而获得启迪，快捷地分析求解例1如图(a)所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处.若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上.则t0可能属于的时间段是()A043TC.3ftoT9TD.廉炸【解析】设粒子的速度方向、位移方向向右为正依题意得，粒子的速度方向时而TT3T为负，时而为正，最终打在a板上

2、时位移为负，速度方向为负.作出t0=o、4、2、4时粒子运动的速度图象如图所示由于速度图线与时间轴所围面积表示粒子通过的位移，则由T3TT3T图象可知0t04，4t0T时粒子在一个周期内的总位移大于零；4t0T时情况类似.因粒子最终打在A板上，则要求粒子在每个周期内的总位移应小于零，对照各选项可知只有B正确.【答案】B本题物理情景简单，但隐含条件较多.如打在A板上时速度方向为向左，位移方向为向左，做此类题目注意隐含条件的挖掘.另外，速度时间图象的合理应用，可提高同学们的解题速度.技法二巧取分运动，化繁为简某个方向的分运动不会因其他分运动的存在而受到影响，这就是运动的独立性原理，应用这一原理可以

3、简捷分析某些带电粒子在交变电场中运动的问题例2如图(a)所示，平行板电容器间距为必两板所加电压如图(b)所示，t=0时刻，质量为加、带电荷量为q的粒子以平行于极板的速度射入电容器，2.5T时恰好落在下极板上，带电粒子的重力不计，在这一过程中，求：该粒子的水平位移；粒子落到下极板时的速度【解析】(1)带电粒子在水平方向不受外力作用，做匀速直线运动，因此水平位移为s=v0f=v0X25T=25v0T(2)带电粒子落在下极板上时在竖直方向的分速度为33qU0_%=“3*帥粒子落在下极板上时的速度大小为v=，vFV2=vo+9mdF【答案】(DfT“傀+疇寻技法三巧建模型，化难为易对于某些实际的物理过

4、程，可根据题设条件，运用近似处理方法，通过简化描述来反映事物基本的物理特征，这有助于迅速、准确确定出解题方向和策略，使问题得到迅速解决例3在真空中速度为v=64X107m/s的电子束连续地射入两平行极板之间，极板长度为L=8.0X10-2m，间距为d=5.0X10-3m,电子束沿两极板间的中线通过，如图所示,在两极板上加上50Hz的交变电压u=Usincot如果所加电压的最大值超过某一值UC，mC将开始出现以下现象：电子有时能通过两极板，有时不能通过，求UC的大小(电子的比荷为176X1011C/kg)【解析】设电子刚好不能通过时平行板的电压为UC电子经过平行板的时间为t则：t=v，2=如2a

5、=mC，解得uc=91v答案】91V/考能提升对点演练h高考真题（2016课标卷I,14）一平行板电容器两极板之间充满云母介质，接在恒压直流电源上若将云母介质移出，则电容器（）极板上的电荷量变大，极板间电场强度变大极板上的电荷量变小，极板间电场强度变大极板上的电荷量变大，极板间电场强度不变极板上的电荷量变小，极板间电场强度不变【解析】电容器接在恒压直流电源上,两极板的电压不变,若将云母介质移出,相对介电常数减小,电容器的电容减小,所以极板上的电荷量减小,极板间的距离不变,所以极板间的电场强度不变，故A、B、C错误，D正确.【答案】D（2015课标卷II,14）如图，两平行的带电金属板水平放置.

6、若在两板中间a点从静止释放一带电微粒，微粒恰好保持静止状态.现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转45，再由a点从静止释放一同样的微粒，该微粒将（）保持静止状态向左上方做匀加速运动向正下方做匀加速运动向左下方做匀加速运动【解析】两平行金属板水平放置时，带电微粒静止有mg=qE，现将两板绕过a点的轴（垂直于纸面）逆时针旋转45后，两板间电场强度方向逆时针旋转45，电场力方向也逆时针旋转45，但大小不变，此时电场力和重力的合力大小恒定，方向指向左下方，故该微粒将向左下方做匀加速运动，选项D正确.【答案】D3.（2016海南卷，6）如图，平行板电容器两极板的间距为必极板与水平面成45。角，上极

7、板带正电.一电荷量为q（q0）的粒子在电容器中靠近下极板处，以初动能Ek0竖直向上射出.不计重力，极板尺寸足够大，若粒子能打到上极板，则两极板间电场强度的最大值为（）解析】根据电荷受力可以知道，粒子在电场中做曲线运动，如图所示：当电场足够大时，粒子到达上极板时速度恰好与上极板平行，如图，将粒子初速度v0分解为垂直极板的和平行极板的，根据运动的合成与分解，当分速度v=o时，则粒子的速度正答案】B10y=v0cos45。，Ek0=2mv2，联立名校模拟4.（2018安徽师范大学附属中学高三期中）如图所示，平行板电容器两极板接在电压恒为U的直流电源上，上极板A接地，两个带正电的点电荷被固定于极板间的

8、P、Q两点，忽略两点电荷对板间电场的影响，现将平行板电容器的下极板B竖直向下移动一小段距离,则（）1两点电荷间的库仑力变小P、Q两点的电势可能降低c.两点电荷的电势能可能减小D.电容器的电容减小，极板带电荷量增大【解析】由库仑定律可知，两点电荷之间的库仑力不变，A项错误；电容器保持与电源连接，两极板间电势差不变，B板下移，两极板间距离增大，由电势强度与电势差关系E=d可知，极板间电场强度减小，由U=Ed可知，P.Q两点与A板间电势差的绝对值减小，但由于不确定两极板间电场方向，所以P、Q两点电势的升降无法确定，B项正确；电势升降无法确定，则两点电荷在相应位置的电势能的变化情况也就无法确定，C项正

9、确；pS由电容的决定式c=4nd可知，电容器的电容减小，由Q=cu可知，极板带电荷量减小，D项错误【答案】BC5.（2018河北唐山一中高三上学期期中）如图所示，A、B为水平放置的两个平行金属板，两板相距d,分别与电源两极相连，两板的中央各有一个小孔M和M今有一带电油滴,质量为加，从A板的上方距A板为d的P点由静止开始自由下落（P、M、N在同一竖直线上），空气阻力忽略不计，带电油滴通过N孔时的动能EkV2mgd若将极板A向上移一小段距离，到图中虚线所示位置，贝帰电油滴通过N孔时的动能EJ和油滴所带电荷的种类是（）A油滴带正电，EEB油滴带正电，E/VEkC.油滴带负电，Ekf=EkD.油滴带负电，E/VEk【解析】由题设条件知，把A板向上平移一小段距离，电场力做功不变，重力做功也不变，根据动能定理知，小球到达N点速度仍为原来的速度，小球会穿过N孔继续下落,即动能与原来相等，根据电场力做负功，及电场强度的方向可知小球带负电，故A、B、D错误，C正确【答案】C6.（2018江苏泰州高三上学期期中）如图所示，从灯丝发出的电子经加速电场加速后，进入偏转电场，若加速电压为u，偏转电压为u2仅仅改变加速电压后，电子在电场中的侧移量J增大为原来的2倍，下列说法中正确的是（）加速电压U减小到了原来的1/2偏转电场对电子做的功变为原来的2倍电子飞出偏转电场时的速度变为原来的2倍电子飞