高考物理一轮复习课件：带电粒子在电场中的运动

带电粒子在电场中的运动高考物理一轮复习一、是否忽略重力1.微观粒子电子、质子、中子、离子等微观粒子一般不考虑重力，但不能忽略质量2.宏观粒子带电的液滴、油滴、尘埃、小球等，除有特殊说明外，一般不可忽略重力。二、带电粒子在电场中运动的直线运动解决带电粒子加速的两类分析方法1.利用力与运动的关系（牛顿动力学）根据牛顿第二定律求加速度a，结合运动学公式求x、v等物理量。2.利用功能关系（动能定理）根据电场力对带电粒子做功，引起带电粒子的动能、势能变化。利用动能定理或功能关系求解运动过程。1、只有电场力的直线运动（1）.求解带电粒子的加速度牛顿第二定律：（2）.求解带电粒子的末速度1.动力学角度

2.动能定理角度ABUdE+Fv例题1：(多选)如图所示，在真空中A、B两块平行金属板竖直放置并接入电路。调节滑动变阻器，使A、B两板间的电压为U时，一质量为m、电荷量为－q的带电粒子，以初速度v0从A板上的中心小孔沿垂直两板的方向射入电场中，恰从A、B两板的中点处沿原路返回(不计重力)，则下列说法正确的是()A．使初速度变为2v0时，带电粒子恰能到达B板B．使初速度变为2v0时，带电粒子将从B板中心小孔射出C．使初速度v0和电压U都增加为原来的2倍时，带电粒子恰能到达B板D．使初速度v0和电压U都增加为原来的2倍时，带电粒子将从B板中心小孔射出1、只有电场力的直线运动例题2：如图所示,充电后的平行板电容器水平放置,电容为C,极板间距离为d,上极板正中有一小孔。质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落,穿过小孔到达下极板处速度恰为零。空气阻力忽略不计,极板间电场可视为匀强电场,重力加速度为g。求:(1)小球到达小孔处的速度;(2)极板间电场强度大小和电容器所带电荷量;(3)小球从开始下落到运动到下极板处的时间。2、考虑重力的直线运动（复合场中的直线运动）Ld--------+++++++++Uv0q、m++vyθvv0y1.飞行时间：2.加速度：3.竖直分速度：4.竖直分位移：5.速度偏转角：三、带电粒在电场中的偏转（曲线运动）1、只受电场力的偏转1、只受电场力的偏转例题3：（多选）四个带电粒子的电荷量和质量分别（+q,m）、(+2q,m)、(+3q,m)、(-q,m)它们先后以相同的速度从坐标原点沿x轴正方向射入一匀强电场中，电场方向与y轴平行，不计重力，下列描绘这四个粒子运动轨迹的图像中，可能正确的是（）A.

B.

C.

D.1、只受电场力的偏转针对训练：（多选）如图所示，有三个质量相等分别带正电、负电和不带电的小球，从平行板电场中的P点以相同的水平初速度垂直于E进入电场，它们分别落在A、B、C三点，则可判断（）A.落到A点的小球带正电，落到B点的小球不带电B.三小球在电场中运动时间相等C.三小球到达正极板时的动能关系是：EkA＞EkB＞EkCD.三小球在电场中运动的加速度关系是：aC＞aB＞aA2、考虑重力的偏转例题4：如图所示，平行金属板A、B水平正对放置，分别带等量异号电荷．一带电微粒水平射入板间，在重力和电场力共同作用下运动，轨迹如图中虚线所示，那么A．若微粒带正电荷，则A板一定带正电荷B．微粒从M点运动到N点电势能一定增加C．微粒从M点运动到N点动能一定增加D．微粒从M点运动到N点机械能一定增加2、考虑重力的偏转例题5：(多选)如图所示，在水平向右的匀强电场中，质量为m可看成质点的带电小球以初速度v从M点竖直向上抛出通过N点时，速度大小为v，方向与电场方向相反。若MN连线与水平方向夹角为45°，则小球从M点运动到N点的过程中（）A.小球的动能先减小再增大 B.小球的机械能先增大再减小C.小球的重力大小一定等于电场力大小 D.小球的电势能一定逐渐增大2、考虑重力的偏转针对训练：(多选)如图，平行板电容器两极板AB竖直放置，一个带电荷量为q、质量为m的带电油滴从A板的内侧垂直A板以大小为v的速度向右运动，最终打在B板时的速度大小仍为v，速度方向与B板成θ角，θ=53°，sin53°=0.8，cos53°=0.6，已知重力加速度为g。则（）A．带电油滴带正电B．两极板间的电场强度大小为C．AB两极板间的距离为D．油滴从A板到B板机械能减小2、考虑重力的偏转针对训练：在xOy平面内，有沿y轴负方向的匀强电场，场强大小为E(图中未画出)，由A点斜射出一质量为m，带电量为＋q的粒子，B和C是粒子运动轨迹上的两点，如图所示，其中l0为常数。粒子所受重力忽略不计。求：(1)粒子从A到C过程中电场力对它做的功；(2)粒子从A到C过程所经历的时间；(3)粒子经过C点时的速率。巩固练习1、如图所示，三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔，小孔分别位于O、M、P点，由O点静止释放的电子恰好能运动到P点，现将C板向右平移到P′点，则由O点静止释放的电子（）A．运动到P点返回B．运动到P和P′点之间返回C．运动到P′点返回D．穿过P′点2、如图所示，一充电后的平行板电容器的两极板相距l.在正极板附近有一质量为M、电荷量为q(q＞0)的粒子；在负极板附近有另一质量为m、电荷量为－q的粒子．在电场力的作用下，两粒子同时从静止开始运动．已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距0.4l的平面．若两粒子间相互作用力可忽略，不计重力，则M∶m为()A．3∶2B．2∶1C．5∶2D．3∶13、（多选）a、b、c三个α粒子由同一点同时垂直场强方向进入偏转电场，其轨迹如图所示，其中b恰好飞出电场，由此可以肯定（）A．b和c同时飞离电场B．在b飞离电场的同时，a刚好打在负极板上C．进入电场时，a的速度最大，c的速度最小D．动能的增量相比，c的最小，a和b的一样大4、如图所示，一质量为m、电荷量为q(q>0)的粒子以速度v0从MN连线上的P点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中。已知MN与水平方向成45°角，粒子的重力可以忽略，则粒子到达MN连线上的某点时()A．所用时间为B．速度大小为3v0C．与P点的距离为D．速度方向与竖直方向的夹角为30°5、(多选)如图所示，由两水平面（虚线）所夹的区域内，有水平向右的匀强电场，自该区域上方的A点，将质量相等、带等量异种电荷的小球a、b先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出。小球在重力的作用下从B点进入电场区域，并从该区域的的下边界离开，已知a球在电场中做直线运动之后从M点离开电场，b球从N点离开电场且离开电场时速度方向竖直向下，根据上述信息，下列判断正确的是（）A．a球带负电，b球带正电B．a球和b球在电场中运动的时间相等C．M点到B点的水平距离是N点到B点的水平距离的3倍D．b球离开电场时比其进入电场时电势能大6、（2022·甲卷）(多选)地面上方某区域存在方向水平向右的匀强电场，将一带正电荷的小球自