第九章靜電場(chǎng)第50課時(shí)目標(biāo)要求1.掌握交變電場(chǎng)的特點(diǎn)。2.會(huì)分析帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。專題強(qiáng)化：帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)內(nèi)容索引考點(diǎn)一帶電粒子在交變電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)二帶電粒子在交變電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子在交變電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)考點(diǎn)一1.常見(jiàn)的交變電場(chǎng)常見(jiàn)的產(chǎn)生交變電場(chǎng)的電壓波形有方形波、鋸齒波、正弦波等。2.常見(jiàn)的題目類型(1)粒子做單向直線運(yùn)動(dòng)。(2)粒子做往返運(yùn)動(dòng)。3.思維方法(1)注重全面分析(分析受力特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)規(guī)律)：抓住粒子的運(yùn)動(dòng)具有周期性和在空間上具有對(duì)稱性的特征，求解粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度、位移、做功或確定與物理過(guò)程相關(guān)的臨界條件。(2)從兩條思路出發(fā)：一是力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系，根據(jù)牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律分析；二是功能關(guān)系。4.解題技巧(1)按周期性分段研究。

(多選)如圖(a)所示，A、B是一對(duì)平行的金屬板，在兩板間加上一周期為T的交變電壓，兩板間電勢(shì)差隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖(b)所示?，F(xiàn)有一電子從A板上的小孔進(jìn)入兩板間的電場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，設(shè)電子的初速度和重力的影響可忽略。則下列說(shuō)法正確的是例1

√√根據(jù)電子進(jìn)入電場(chǎng)后的受力和運(yùn)動(dòng)情況，作出如圖所示的圖像。

在畫速度—時(shí)間圖像時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：(1)帶電粒子進(jìn)入電場(chǎng)的時(shí)刻。(2)速度—時(shí)間圖像的斜率表示加速度，因此加速度相同的運(yùn)動(dòng)的圖像一定是平行的直線。(3)圖線與時(shí)間軸圍成的“面積”表示位移，且在橫軸上方所圍成的“面積”為正，在橫軸下方所圍成的“面積”為負(fù)。(4)注意對(duì)稱性和周期性變化關(guān)系的應(yīng)用。(5)圖線與橫軸有交點(diǎn)，表示此時(shí)速度為零；對(duì)于運(yùn)動(dòng)很復(fù)雜，不容易畫出速度—時(shí)間圖像的問(wèn)題，還應(yīng)逐段分析求解。總結(jié)提升返回帶電粒子在交變電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)考點(diǎn)二1.當(dāng)粒子垂直于交變電場(chǎng)方向射入時(shí)，沿初速度方向的分運(yùn)動(dòng)為勻速直線運(yùn)動(dòng)，沿電場(chǎng)方向的分運(yùn)動(dòng)具有周期性。2.研究帶電粒子在交變電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵是根據(jù)電場(chǎng)變化的特點(diǎn)，利用牛頓第二定律正確地判斷粒子的運(yùn)動(dòng)情況。根據(jù)電場(chǎng)的變化情況，分段求解帶電粒子運(yùn)動(dòng)的末速度、位移等。3.對(duì)于鋸齒波和正弦波等電壓產(chǎn)生的交變電場(chǎng)，若粒子穿過(guò)板間的時(shí)間極短，帶電粒子穿過(guò)電場(chǎng)時(shí)可認(rèn)為是在勻強(qiáng)電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)。

如圖a所示，水平放置的兩正對(duì)、平行金屬板A、B間加有如圖b所示的交流電壓UAB，現(xiàn)有一帶電粒子從A板左端邊緣以速度v0水平射入電場(chǎng)。粒子電荷量為+q，質(zhì)量為m，不計(jì)粒子重力。例2(1)若粒子能夠射出電場(chǎng)，已知金屬板長(zhǎng)度為L(zhǎng)，求粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t；

(2)若粒子在t=0時(shí)刻射入電場(chǎng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后從B板右側(cè)邊緣水平射出。①定性畫出垂直板方向的速度vy(規(guī)定豎直向下為正方向)隨時(shí)間變化的圖像。答案

見(jiàn)解析圖②求出板長(zhǎng)L和兩板間距d分別滿足的條件。答案

見(jiàn)解析

返回課時(shí)精練對(duì)一對(duì)題號(hào)1234答案ABDD題號(hào)5答案(1)T=(n為正整數(shù))

t=(n為正整數(shù))

(2)d≥(n為正整數(shù))題號(hào)6

7答案AC答案12345671.如圖甲所示，在平行板電容器A、B兩極板間加上如圖乙所示的交流電壓。開(kāi)始A板的電勢(shì)比B板高，此時(shí)兩板中間原來(lái)靜止的電子在靜電力作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。設(shè)電子在運(yùn)動(dòng)中不與極板發(fā)生碰撞，向A板運(yùn)動(dòng)時(shí)為速度的正方向，則下列圖像中能正確反映電子速度變化規(guī)律的是(其中C、D兩項(xiàng)中的圖線按正弦函數(shù)規(guī)律變化)基礎(chǔ)落實(shí)練1234567答案√1234567答案在前半個(gè)周期內(nèi)，A板的電勢(shì)高，電場(chǎng)的方向向右，電子受到的靜電力方向水平向左，電子向左做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在后半個(gè)周期，電場(chǎng)的方向向左，電子所受的靜電力水平向右，電子向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)直到速度為零，然后進(jìn)入第二個(gè)周期，重復(fù)之前的運(yùn)動(dòng)，由此可知，電子在每個(gè)周期內(nèi)先向左做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，然后向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，如此反復(fù)，由圖像可知A正確，B、C、D錯(cuò)誤。

1234567答案√1234567答案

1234567答案

3.一勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度E隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示，在該勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一個(gè)帶負(fù)電粒子于t=0時(shí)刻由靜止釋放，若帶電粒子只受靜電力作用，則下列說(shuō)法中正確的是A.帶電粒子只向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)B.0~2s內(nèi)，靜電力做功等于0C.4s末帶電粒子回到原出發(fā)點(diǎn)D.2.5~4s內(nèi)，靜電力做功等于01234567√答案1234567答案畫出帶電粒子速度v隨時(shí)間t變化的圖像如圖所示，v-t圖線與時(shí)間軸所圍“面積”表示位移，可見(jiàn)帶電粒子不是只向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，4

s末帶電粒子不能回到原出發(fā)點(diǎn)，A、C錯(cuò)誤；2

s末速度不為0，可見(jiàn)0~2

s內(nèi)靜電力做的功不等于0，B錯(cuò)誤；2.5

s末和4

s末，速度的大小、方向都相同，則2.5~4

s內(nèi)，靜電力做功等于0，D正確。

1234567答案√能力綜合練1234567答案粒子進(jìn)入電容器后，在平行于極板方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，垂直極板方向的運(yùn)動(dòng)v-t圖像如圖所示因?yàn)榱Ｗ悠叫袠O板射出，可知粒子垂直極板的分速度為0，所以射出時(shí)刻可能為1.5

s、3

s、4.5

s…，滿

1234567答案5.如圖甲所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)、間距為d的兩金屬板A、B水平放置，ab為兩板的中心線，一個(gè)帶電粒子(不計(jì)重力)以速度v0從a點(diǎn)水平射入，沿直線從b點(diǎn)射出，粒子質(zhì)量為m，電荷量為q。若將兩金屬板接到如圖乙所示的交流電壓上，欲使該粒子仍能從b點(diǎn)以速度v0射出。(1)交流電壓的周期T應(yīng)滿足什么條件？粒子從a點(diǎn)射入金屬板的時(shí)刻應(yīng)滿足什么條件？

1234567答案

1234567答案(2)兩板間距d應(yīng)滿足什么條件？

1234567答案

1234567答案√尖子生選練1234567答案

1234567答案

1234567答案7.如圖甲所示，一對(duì)長(zhǎng)度為L(zhǎng)的平行金屬板，在兩板之間加上如圖乙所示的電壓?，F(xiàn)沿兩板的中軸線從左端向右端連續(xù)不斷射入初速度為v0的相同帶電粒子(不計(jì)重力及粒子間的相互作用)，且所有粒子均能從平行金屬板的右端飛出。若粒子在兩板之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間均為T，則粒子最大偏