1、帶電粒子在交變電場中的運動,01,02,03,04,課堂互動,1此類題型一般有三種情況 (1)粒子做單向直線運動(一般用牛頓運動定律求解)； (2)二是粒子做往返運動(一般分段研究)； (3)粒子做偏轉(zhuǎn)運動(一般根據(jù)交變電場的特點分段研究)。 2兩條分析思路：一是力和運動的關(guān)系，根據(jù)牛頓第二定律及運動學規(guī)律分析；二是功能關(guān)系。 3注重全面分析(分析受力特點和運動規(guī)律)，抓住粒子的運動具有周期性和空間上具有對稱性的特征，求解粒子運動過程中的速度、位移等，并確定與物理過程相關(guān)的邊界條件。,命題角度1粒子做單向直線運動 例4(2017長治模擬)(多選)在絕緣水平桌面(桌面足夠大)上方充滿平行桌面的電

2、場，其電場強度E隨時間t的變化關(guān)系如圖所示，小物塊電荷量為q1104 C，將其放在該水平桌面上并由靜止釋放，小物塊速度v與時間t的關(guān)系如圖所示，重力加速度g取10 m/s2，則下列說法正確是() A物塊在4 s內(nèi)位移是6 m B物塊的質(zhì)量是2 kg C物塊與水平桌面間動摩擦因數(shù)是0.2 D物塊在4 s內(nèi)電勢能減少了18 J,題組剖析,轉(zhuǎn)到解析,題組剖析,解析物塊在4 s內(nèi)位移為x 2(24)m6 m，故選項A正確；由圖可知，前2 s物塊做勻加速直線運動，由牛頓第二定律有qE1mgma，由圖線知加速度為a1 m/s2，2 s后物塊做勻速運動，由平衡條件有qE2mg，聯(lián)立解得q(E1E2)ma，由

3、圖可得E13104 N/C，E22104 N/C，代入數(shù)據(jù)解得m1 kg，由qE2mg可得0.2，故選項B錯誤，C正確；物塊在前2 s的位移x122 m2 m，物塊在后2 s的位移為x2vt24 m，電場力做正功WqE1x1qE2x26 J8 J14 J，則電勢能減少了14 J，故選項D錯誤。 答案AC,轉(zhuǎn)回原題,題組剖析,變式訓練4如圖甲所示，兩極板間加上如圖乙所示的交變電壓。開始A板的電勢比B板高，此時兩板中間原來靜止的電子在電場力作用下開始運動。設(shè)電子在運動中不與極板發(fā)生碰撞，向A板運動時為速度的正方向，則下列圖象中能正確反映電子速度變化規(guī)律的是(其中C、D兩項中的圖線按正弦函數(shù)規(guī)律變化

4、),轉(zhuǎn)到解析,題組剖析,解析電子在交變電場中所受電場力恒定，加速度大小不變，故C、D兩項錯誤；從0時刻開始，電子向A板做勻加速直線運動， T后電場力反向，電子向A板做勻減速直線運動，直到tT時刻速度變?yōu)榱?。之后重復上述運動，A項正確，B項錯誤。 答案A,轉(zhuǎn)回原題,例5(多選)如圖所示為勻強電場的電場強度E隨時間t變化的圖象。當t0時，在此勻強電場中由靜止釋放一個帶電粒子，設(shè)帶電粒子只受電場力的作用，則下列說法中正確的是() A帶電粒子將始終向同一個方向運動 B2 s末帶電粒子回到原出發(fā)點 C3 s末帶電粒子的速度為零 D03 s內(nèi)，電場力做的總功為零,題組剖析,命題角度2粒子做往返運動,轉(zhuǎn)到解

5、析,題組剖析,解析設(shè)第1 s內(nèi)粒子的加速度為a1，第2 s內(nèi)的加速度為a2，由 a 可知， a22a1，可見，粒子第1 s內(nèi)向負方向運動，1.5 s末粒子的速度為零，然后向正方向運動，至3 s 末回到原出發(fā)點，粒子的速度為0，vt圖象如圖所示，由動能定理可知，此過程中電場力做的總功為零，綜上所述，可知C、D正確。答案CD,轉(zhuǎn)回原題,題組剖析,變式訓練5如圖甲所示，兩平行正對的金屬板A、B間加有如圖乙所示的交變電壓，一重力可忽略不計的帶正電粒子被固定在兩板的正中間P處。若在t0時刻釋放該粒子，粒子會時而向A板運動，時而向B板運動，并最終打在A板上。則t0可能屬于的時間段是(),轉(zhuǎn)到解析,題組剖析

6、,轉(zhuǎn)回原題,例6 (2015山東理綜)(多選)如圖甲所示，兩水平金屬板間距為d，板間電場強度的變化規(guī)律如圖乙所示。t0時刻，質(zhì)量為m的帶電微粒以初速度v0沿中線射入兩板間，0時間內(nèi)微粒勻速運動，T時刻微粒恰好經(jīng)金屬板邊緣飛出。微粒運動過程中未與金屬板接觸。重力加速度的大小為g。關(guān)于微粒在0T時間內(nèi)運動的描述，正確的是() A末速度大小為v0 B末速度沿水平方向 C重力勢能減少了mgd D克服電場力做功為mgd,題組剖析,轉(zhuǎn)到解析,命題角度3粒子做偏轉(zhuǎn)運動,題組剖析,轉(zhuǎn)回原題,A電子在熒光屏上形成的亮線長度為d2 /3 B保持其他條件不變，只增大d1， 熒光屏上形成的亮線長度變長 C保持其他條件不變，只增大d2， 熒光屏上形成的亮線長度變短 D保持其他條件不變，只增大L， 熒光屏上形成的亮線長度變長,題組剖析,變式訓練6 (2017廣西重點高中高三一模)(多選)如圖甲所示，豎直極板A、B 之間距離為d1，電壓為U1，水平極板C、D 之間距離為d2，GH 為足夠長的熒光屏，到極板C、D 右側(cè)的距離為L。極板C、D 之間的電壓如圖乙所示。在A 板中央有一電子源，能不斷產(chǎn)生速率幾乎為零的電子。電子經(jīng)極板A、B 間電場加速后從極板B 中央的小孔射出