9.6　专题提升：带电粒子在电场中的偏转　带电粒子在交变电场中的运动 课件 -2027届高考高三物理一轮复习

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题型一　带电粒子在电场中的偏转
1.带电粒子在电场中的偏转规律
考向一　带电粒子在匀强电场中的类平抛运动典题1 (2025重庆卷)某兴趣小组用人工智能模拟带电粒子在电场中的运动,如图所示的矩形区域OMPQ内分布有平行于OQ的匀强电场,N为QP的中点。模拟动画显示,带电粒子a、b分别从Q点和O点垂直于OQ同时进入电场,沿图中所示轨迹同时到达M、N点,K为轨迹交点。忽略粒子所受重力和粒子间的相互作用,则可推断带电粒子a、b(　　)A.具有不同比荷B.电势能均随时间逐渐增大C.到达M、N点的速度大小相等D.到达K点所用时间之比为1∶2
考向二　计算带电粒子打到屏上的运动规律典题2 [一题多变](2025福建福州高三期中)有一种电子仪器其内部抽成真空,由电子枪、加速电场、两水平放置的平行金属板形成的偏转电场和竖直放置的荧光屏组成,如图是它内部结构的简化原理图。炽热的灯丝K可以连续发射电子,发出的电子(初速度可忽略不计)经灯丝与金属板A间的加速电场加速后,从A板中心孔射出后沿平行金属板中心轴线OO'射入金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场),电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直,电子经过偏转电场后恰好从M板右边缘飞出电场并打在荧光屏上。
考向三　带电粒子在匀强电场中的类斜抛运动典题3 [一题多解](2025江苏卷)如图所示,在电场强度为E,方向竖直向下的匀强电场中,两个相同的带正电粒子a、b同时从O点以初速度v0射出,速度方向与水平方向夹角均为θ。已知粒子的质量为m,电荷量为q,不计重力及粒子间相互作用。求:(1)a运动到最高点的时间t;(2)a到达最高点时,a、b间的距离H。
题型二　带电粒子在交变电场中的运动
考向一　带电粒子在交变电场中的直线运动1.思维方法(1)注重全面分析(分析受力特点和运动规律):抓住粒子的运动具有周期性和在空间上具有对称性的特征,求解粒子运动过程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的临界条件。(2)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规律分析;二是功能关系。2.解题技巧(1)按周期性分段研究。
3.常见的运动情形(初速度为零)
考向二　带电粒子在交变电场中的偏转运动1.思维方法(1)当带电粒子垂直于交变电场方向射入时,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)研究带电粒子在交变电场中的偏转运动,关键是根据电场变化的特点,利用牛顿第二定律、运动学公式正确地判断带电粒子的运动情况。根据电场的变化情况,分段求解带电粒子运动的末速度、位移等。(3)对于锯齿波和正弦波等电压产生的交变电场,若带电粒子穿过极板间的时间极短,带电粒子穿过电场时可认为是在匀强电场中运动。