高考物理一轮总复习 热点专题8 带电粒子在电场中的综合问题分析课件
46页1、热点专题8 带电粒子在电场中的综合问题分析,栏 目 导 航,1,2,3,4,抓知识点,抓重难点,课时跟踪检测,抓易错点,一、带电粒子在电场中综合问题的分析方法 1分析方法和力学的分析方法基本相同:先分析受力情况,再分析运动状态和运动过程(平衡、加速或减速,轨迹是直线还是曲线);然后选用恰当的力学规律如牛顿运动定律、运动学公式、动能定理、能量守恒定律解题 2带电粒子的受力特点:在讨论带电粒子或其他带电体的静止与运动问题时,重力是否要考虑,关键看重力与其他力相比较是否能忽略一般来说,除明显暗示外,带电小球、液滴的重力不能忽略,电子、质子等带电粒子的重力可以忽略,一般可根据微粒的运动状态判断是否考虑重力作用,二、用正交分解法处理带电粒子的复杂运动 这里所说的复杂运动,区别于类平抛运动的带电粒子的偏转,它的轨迹常是更复杂的曲线,但处理这种运动的基本思想与处理偏转运动是类似的也就是说,可以将此复杂的运动分解为两个互相正交的比较简单的直线运动,而这两个直线运动的规律我们是可以掌握的,然后再按运动合成的观点求出复杂运动的有关物理量 三、用能量观点处理带电体在电场中的运动 对于受变力作用的带电体的运动
2、,必须借助于能量观点来处理即使都是恒力作用的问题,用能量观点处理常常显得简洁具体方法常有两种:,1用动能定理处理思维顺序一般为 (1)弄清研究对象,明确所研究的物理过程; (2)分析物体在所研究过程中的受力情况,弄清哪些力做功,做正功还是负功; (3)弄清所研究过程的始、末状态(主要指动能); (4)根据WEk列出方程求解 2用包括电势能和内能在内的能量守恒定律处理列式的方法常用两种: (1)从初、末状态的能量相等(即E1E2)列方程; (2)从某些能量的减少等于另一些能量的增加(即EE)列方程,1直线运动带电粒子初速度与点电荷电场平行 2圆周运动带电粒子初速度与点电荷电场垂直 3曲线运动带电粒子初速度与点电荷电场有夹角,如右图所示,在点电荷Q的电场中有A、B两点,将质子和粒子(带电荷量是质子的2倍,质量是质子的4倍)分别从A点由静止释放到达B点时,它们速度大小之比为多少?,例 1,不计重力的带电粒子在非匀强电场中的运动,不能用牛顿运动定律求解,只能用动能定理求解带电粒子在匀强电场中运动的动力学问题,如涉及加速度、时间,需采用牛顿运动定律求解,否则优先用动能定理求解,提分秘笈,已知氢原
3、子中的质子和电子所带电荷量都是e,电子质量为m,电子绕核做匀速圆周运动,轨道半径为r,试确定电子做匀速圆周运动的v、T等物理量,例 2,(多选)如右图所示,虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面,它们的电势分别为a、b和c,且abc,一带正电粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN所示由图可知( ) A粒子从K到L的过程中,电场力做负功 B粒子从L到M的过程中,电场力做负功 C粒子从K到L的过程中,电势能增加 D粒子从L到M的过程中,动能减少,例 3,【解析】 由题目条件可知,a、b、c是孤立点电荷激发的电场中的三个等势面,因为运动粒子带正电,且沿KLMN运动,所以受到的是静电斥力,可以判断场源电荷必为正电荷,电场力做功情况便确定下来 因为KNML,所以由K到L过程中电场力做负功,电势能增大,A、C项正确;由L到M过程中,电场力先做负功后做正功,电势能先增大后减小,动能先减小后增大,B、D项错误 【答案】 AC,带电粒子在周期性变化电场中运动的分析方法 1明确电场(E、U等)变化的规律 2做好两个分析(受力分析和运动分析),抓住粒子的运动具有周期性、空间上有的具有对称性的特征,求解粒子
4、运动过程中的速度、位移等,并确定与物理过程相关的边界条件 3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公式分析;二是功能关系 4此类题型一般有三种情况: 粒子做单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解); 粒子做往返运动(一般分段研究); 粒子做偏转运动(一般根据交变电场特点分段研究),将如右图所示交变电压加在平行板电容器A、B两极板上,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两极板的距离足够大,下列说法正确的是( ) 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,例 4,解决本题的关键首先是明确电压的变化规律,从而明确电子的受力特点,结合牛顿第二定律进一步分析a、v的变化情况,结合at图象、vt图象分析往往能快捷解题,提分秘笈,一匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象如下图所示,在该匀强电场中,有一个带电粒子于t0时刻由静止释放,若带电粒子只受电场力作
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