专题提升15　带电粒子在电场中运动的综合问题 课件 2027届高考物理一轮复习

这是一份专题提升15　带电粒子在电场中运动的综合问题 课件 2027届高考物理一轮复习，共35页。
课程标准　1.会分析带电粒子在交变电场中的加速和偏转问题。2.会用动力学观点和能量观点分析电场中的力电综合问题。
提升点1　“等效法”在电场中的应用
特别提醒:这里的最高点不一定是几何最高点。(4)将物体在重力场中的运动规律迁移到等效重力场中分析求解。
第三定律可知小球在A、C两点对轨道的压力差等于12mg,与v0的大小无关,故C错误;若将小球无初速度从D点释放,由于F向上,所以小球一定能沿DC轨道经过C点,故D正确。
提升点2　带电粒子在交变电场中的运动
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、方向做周期性变化(如方波)的情形。(1)当粒子平行于电场方向射入时,粒子做直线运动,其初速度和受力情况决定了粒子的运动情况,粒子可以做周期性的直线运动。(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匀速直线运动,沿电场方向的分运动具有周期性。2.对于锯齿波和正弦波等电压产生的交变电场,若粒子穿过板间的时间极短,带电粒子穿过电场时可认为是在匀强电场中运动。
带电粒子在交变电场中的偏转运动 (多选)如图(a)所示,水平放置的长为l的平行金属板右侧有一竖直挡板。金属板间的电场强度大小为E0,其方向随时间变化的规律如图(b)所示,其余区域的电场忽略不计。质量为m、电荷量为q的带电粒子任意时刻沿金属板中心线OO'射入电场,均能通过平行金属板,并打在竖直挡板上。已知粒子在电场中的运动时间与电场强度变化的周期T相同,不计粒子重力,则(　　)
提升点3　电场中的力电综合问题
要善于把电学问题转化为力学问题,建立带电粒子在电场中加速和偏转的模型,能够从带电粒子受力与运动的关系、功能关系和能量关系等多角度进行分析与研究。1.动力学的观点(1)由于匀强电场中带电粒子所受电场力和重力都是恒力,可用正交分解法。(2)综合运用牛顿运动定律和匀变速直线运动公式,注意受力分析要全面,特别注意重力是否需要考虑。
2.能量的观点(1)运用动能定理,注意过程分析要全面,准确求出过程中的所有力做的功,判断是对分过程还是对全过程使用动能定理。(2)运用能量守恒定律,注意题目中有哪些形式的能量出现。3.动量的观点(1)运用动量定理,要注意动量定理的表达式是矢量式,在一维情况下,各个矢量必须选同一个正方向。(2)运用动量守恒定律,除了要注意动量守恒定律的表达式是矢量式,还要注意题目表述是否在某方向上动量守恒。
(多选)如图甲所示,带正电q=3×10-5 C的物块A放在水平桌面上,利用细绳通过光滑的滑轮与B相连,A处在水平向左的匀强电场中,E=4×105 N/C,从O开始,A与桌面间的动摩擦因数μ随x的变化如图乙所示,取O点电势能为零,A、B质量均为1 kg,B离滑轮的距离足够长,重力加速度g取10 m/s2,则(　　)
A.它们运动的最大速度为1 m/sB.它们向左运动的最大位移为1 mC.当速度为0.6 m/s时,A的电势能可能是-2.4 JD.当速度为0.6 m/s时,绳子的拉力可能是9.2 N
x″=1.8 m时,A的电势能为-21.6 J,故C正确;根据牛顿第二定律有qE-Ff-mg=2ma,当x″=0.2 m时,系统加速度a=0.8 m/s2,对B有FT-mg=ma,得FT=10.8 N,当x″=1.8 m时,系统加速度a=-0.8 m/s2,对B分析可得FT=9.2 N,故D正确。