新高考2023版高考物理一轮总复习第7章专题强化六带电粒子在电场中运动的综合问题课件

静电场专题强化六带电粒子在电场中运动的综合问题1.带电粒子在交变电场中的运动，通常只讨论电压的大小不变、(1)当粒子平行于电场方向射入时，粒子做直线运动，其初(2)当粒子垂直于电场方向射入时，沿初速度方向的分运动为利用牛顿第二定律正确地判断粒子的运动情况。根据电场的变化情况，3.对于锯齿波和正弦波等电压产生的交变电场，若粒子穿过板间的例1在图甲所示的极板A、B间加上如图乙所示的大小不变、方向周期性变化的交变电压，其周期为T,现有电子以平行于极板的速度vo,从两板中央0O′射入。已知电子的质量为m,电荷量为e,不计电(1)若电子从t=0时刻射入，在半个周期内恰好能从A板的边缘飞(2)若电子从t=0时刻射入，恰能平行于极板飞出，则极板至少为多(3)若电子恰能从00'平行于极板飞出，电子应从哪一时刻射入?[解析](1)由动能定理得解得(2)t=0时刻射入的电子，在垂直于极板方向上做匀加速运动，向正极板方向偏转，半个周期后电场方向反向，电子在该方向上做匀减速运动，再经过半个周期，电子在电场方向上的速度减小到零，此时的速度等于初速度vo,方向平行于极板，以后继续重复这样的运动；要使电子恰能平行于极板飞出，则电子在00'方向上至少运动一个周期，故极板长至少为L=voT。(3)若要使电子从00′平行于极板飞出，则电子在电场方向上应先加速、再减速，反向加速、再减速，每阶段时间相同，一个周期后恰好回到00′上，可见应在…)时射入，极板间距离要满足电子在加速、减速阶段不打到极板上，设两板间距为d,由牛顿第二定律有,加速阶段运动的距离解得故两极板间距至少为1."等效法"在电场中的应用“等效重力场”就是把重力场和匀强电场的复合场问题简化为只有一个场的问题，从而将重力场中的相关规律有效地迁移过来。值得注意的是，由于重力场和匀强电场都是匀强场，所以带电体受到的重力及电场力都是恒力。如果电场不是匀强电场，则不能进行部分为竖直平面上半径为R的圆轨道，斜面与圆轨道相切。整个装置处于场强为E、方向水平向右的匀强电场中。现有一个质量为m的带正电小球，电荷量为●要使小球能安全通过圆轨道，在O点的初速度应满足什么条件?将电场力与重力的合力视为等效重力mg',大小为mg′=效重力"刚好提供向心力，即有,因0=30°与斜面的倾角相等，因此要使小球安全通过圆轨道，初速度应满足名师点拨把握三点，合理利用“等效法”解决问题(3)类比“绳球”"杆球"模型临界值的情况进行分析解答。的力，因此，通过审题抓住受力分析和运动过程分析是关键，然后根据不同的运动过程中各力做功的特点来选择相应规律求解。动能定理和能例3如图所示，在光滑的水平桌面段OC垂直于OD,圆弧轨道半径为R,直线为E的匀强电场中，电场强度方向平行于水现有一个质量为m、带电荷量为+q的小物块P从A点无初速度释放，小物块P与AB之间的动摩擦因数μ=0.25,sin37°=0.6,cos37°=0.8,(1)小物块第一次通过C点时对轨道的压力大小FNC1;(2)小物块第一次通过D点后离开D点的最大距离；(3)小物块在直线轨道AB上运动的总路程。1qE[Lsin37°+R(1-cos37°)]-μqELcos37°=2moc²-0解得F′Nc=5.4qE,解得运动，设运动的最大距离为xm,根据动能定理得〔专题强化训练〕变化的图像，当t=0时，将一带电粒子在此匀强电场中由静止释放，若[解析]带电粒子将做往复运动，1.5s末，带电粒子离出发点最远，故AD错误；在3s时，粒子又回到原点，且速度为0,所以电场力做功为0,粒子的动量也为0,故BC正确。2.(多选)如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成0角，此时让小球获得初速度且恰能绕O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度A.匀强电场的电场强度B.小球动能的最小值为C.小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小D.小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大小球恰能绕O点在竖直平面内做圆周运动，在等效最高点A速度最小，根据牛顿第二定律，有则最小动能选项B正确；小球的机械能和电势能之和守恒，则小球运动至电势能最大的位置机械能最小，小球带负电，则小球运动到圆周轨迹的最左端点时机械能最小，选项C错误；小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，电场力先做正功，后做负功，再做正功，则其电势能先减小后增大，再减小，选项D错误。ab圆弧的半径为R。离子源飘出的正离子束(初速度可忽略),经第Ⅲ象限的电场加速后从x轴上的a点进入辐向电场，并沿中心线ab做圆周运动，之后由b点进入第I象限并射到位于x轴的靶上。不计重力和离子间的相解得。(2)离子