202X屆高考物理一輪復(fù)習(xí)能力課9帶電粒子在電場(chǎng)中的綜合問(wèn)題課件新人教版VIP

1、能力課能力課9 9帶電粒子在電場(chǎng)中的綜合問(wèn)題帶電粒子在電場(chǎng)中的綜合問(wèn)題-2-知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)1.分析方法:先分析受力情況,再分析和運(yùn)動(dòng)過(guò)程(平衡、加速或減速,軌跡是直線還是曲線),然后選用恰當(dāng)?shù)牧W(xué)規(guī)律如牛頓運(yùn)動(dòng)定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式、能量守恒定律解題。2.受力特點(diǎn):在討論帶電粒子或其他帶電體的靜止與運(yùn)動(dòng)問(wèn)題時(shí),重力是否要考慮,關(guān)鍵看重力與其他力相比較是否能忽略。一般來(lái)說(shuō),除明顯暗示外,帶電小球、液滴的重力不能忽略,電子、質(zhì)子等帶電粒子的重力可以忽略,一般可根據(jù)微粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷是否考慮重力作用。-3-知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二用能量觀點(diǎn)處理帶電體的運(yùn)動(dòng)對(duì)于受變力作用的帶電體的運(yùn)動(dòng),必須借

2、助于能量觀點(diǎn)來(lái)處理。即使都是恒力作用的問(wèn)題,用能量觀點(diǎn)處理也常常顯得簡(jiǎn)潔。具體方法常有兩種:1.用動(dòng)能定理處理思維順序一般為:(1)弄清研究對(duì)象,明確所研究的。(2)分析物體在所研究過(guò)程中的受力情況,弄清哪些力做功,做正功還是負(fù)功。(3)弄清所研究過(guò)程的始、末狀態(tài)(主要指動(dòng)能)。(4)根據(jù)W=列出方程求解。-4-知識(shí)點(diǎn)一知識(shí)點(diǎn)二2.用包括電勢(shì)能和內(nèi)能在內(nèi)的能量守恒定律處理列式的方法常有兩種:(1)利用初、末狀態(tài)的能量相等(即E1=E2)列方程。(2)利用某些能量的減少等于另一些能量的增加(即E=E)列方程。-5-考點(diǎn)一考點(diǎn)二帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(師生共研師生共研

3、)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)(一般用牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解)。(2)粒子做往返運(yùn)動(dòng)(一般分段研究)。(3)粒子做偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(一般根據(jù)交變電場(chǎng)特點(diǎn)分段研究)。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)的邊界條件。(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。(3)注意對(duì)稱性和周期性變化關(guān)系的應(yīng)用。-6-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考向1帶電粒子在交變電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)

4、例1(2018山西長(zhǎng)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場(chǎng),其電場(chǎng)強(qiáng)度E隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖甲所示,小物塊電荷量為q=+110-4C,將其放在該水平桌面上并由靜止釋放,小物塊速度v與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示,重力加速度g取10m/s2,則下列說(shuō)法正確的是()甲乙-7-考點(diǎn)一考點(diǎn)二A.物塊在4s內(nèi)位移是6mB.物塊的質(zhì)量是2kgC.物塊與水平桌面間動(dòng)摩擦因數(shù)是0.2D.物塊在4s內(nèi)電勢(shì)能減少了18J思維點(diǎn)撥 結(jié)合E-t圖像及v-t圖像分析出小物塊的受力情況及運(yùn)動(dòng)情況,得出結(jié)論。 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-8-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考向2帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)例2(多選)如

5、圖甲所示,兩水平金屬板間距為d,板間電場(chǎng)強(qiáng)度的變化規(guī)律如圖乙所示。t=0時(shí)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(shí)間內(nèi)微粒勻速運(yùn)動(dòng),T時(shí)刻微粒恰好經(jīng)金屬框邊緣飛出。微粒運(yùn)動(dòng)過(guò)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(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的描述,正確的是() 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-9-考點(diǎn)一考點(diǎn)二考向3帶電粒子在周期性交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析例3如圖甲所示,熱電子由陰極飛出時(shí)的初速度忽略不計(jì),電子發(fā)射裝置的加速電壓為U0,電容器板長(zhǎng)和板間距離均為l=10cm,下極板接地,電容器右端到熒光屏的距離也是l=10cm,在電容器兩極板間接一交變電壓,上、下極板間的電勢(shì)差隨時(shí)間變

6、化的圖像如圖乙所示。(每個(gè)電子穿過(guò)平行板電容器的時(shí)間都極短,可以認(rèn)為電壓是不變的)(1)在t=0.06s時(shí)刻發(fā)射電子,電子打在熒光屏上的何處?(2)熒光屏上有電子打到的區(qū)間有多長(zhǎng)?-10-考點(diǎn)一考點(diǎn)二答案 (1)O點(diǎn)上方13.5cm處(2)30cm-11-考點(diǎn)一考點(diǎn)二規(guī)律方法對(duì)于帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),通常有兩種情況(1)粒子穿越電場(chǎng)時(shí),穿越時(shí)間遠(yuǎn)小于交變周期,穿越過(guò)程中電場(chǎng)恒定,加速度恒定,但不同時(shí)刻進(jìn)入的粒子穿越電場(chǎng)的加速度不同,運(yùn)動(dòng)情況不同。(2)粒子穿越電場(chǎng)時(shí),穿越時(shí)間接近或大于交變周期,穿越過(guò)程中電場(chǎng)變化,加速度隨時(shí)間變化,需要根據(jù)電場(chǎng)隨時(shí)間的變化情況分段,對(duì)每一段分別進(jìn)行受力分

7、析,研究好每一段帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況,找好段與段之間的關(guān)系,比如前一段的末速度等于后一段的初速度,兩段的時(shí)間、空間關(guān)系等。-12-考點(diǎn)一考點(diǎn)二規(guī)律方法對(duì)于帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),通常有兩種情況(1)粒子穿越電場(chǎng)時(shí),穿越時(shí)間遠(yuǎn)小于交變周期,穿越過(guò)程中電場(chǎng)恒定,加速度恒定,但不同時(shí)刻進(jìn)入的粒子穿越電場(chǎng)的加速度不同,運(yùn)動(dòng)情況不同。(2)粒子穿越電場(chǎng)時(shí),穿越時(shí)間接近或大于交變周期,穿越過(guò)程中電場(chǎng)變化,加速度隨時(shí)間變化,需要根據(jù)電場(chǎng)隨時(shí)間的變化情況分段,對(duì)每一段分別進(jìn)行受力分析,研究好每一段帶電粒子的運(yùn)動(dòng)情況,找好段與段之間的關(guān)系,比如前一段的末速度等于后一段的初速度,兩段的時(shí)間、空間關(guān)系等。-13-

8、考點(diǎn)一考點(diǎn)二思維訓(xùn)練思維訓(xùn)練(2018廣西重點(diǎn)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(zhǎng)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(chǎng)加速后從極板B中央的小孔射出,之后沿極板C、D的中心線射入極板C、D內(nèi)。已知t=0時(shí)刻射入C、D間的電子經(jīng)時(shí)間T恰好能從極板C的邊緣飛出。不計(jì)阻力、電子的重力以及電子間的相互作用,下列說(shuō)法正確的是()-14-考點(diǎn)一考點(diǎn)二A.電子在熒光屏上形成的亮線長(zhǎng)度為B.保持其他條件不變,只增大d1,熒光

9、屏上形成的亮線長(zhǎng)度變長(zhǎng)C.保持其他條件不變,只增大d2,熒光屏上形成的亮線長(zhǎng)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(zhǎng)度變長(zhǎng) 答案解析解析關(guān)閉 答案解析關(guān)閉-15-考點(diǎn)一考點(diǎn)二電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的力電綜合問(wèn)題電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的力電綜合問(wèn)題(師生共研師生共研)1.力學(xué)規(guī)律(1)動(dòng)力學(xué)規(guī)律:牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式。(2)能量規(guī)律:動(dòng)能定理或能量守恒定律。(3)動(dòng)量關(guān)系:動(dòng)量定理或動(dòng)量守恒定律。2.電場(chǎng)規(guī)律(1)電場(chǎng)力的特點(diǎn):F=Eq,正電荷受到的電場(chǎng)力與電場(chǎng)強(qiáng)度方向相同。(2)電場(chǎng)力做功的特點(diǎn):WAB=FlABcos=qUAB=EpA-EpB。3.多階段運(yùn)動(dòng)在多階段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,當(dāng)物體所受外力

10、突變時(shí),物體由于慣性而速度不發(fā)生突變,故物體在前一階段的末速度即為物體在后一階段的初速度。對(duì)于多階段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體在各階段中發(fā)生的位移之間的聯(lián)系,可以通過(guò)作運(yùn)動(dòng)過(guò)程草圖來(lái)獲得。-16-考點(diǎn)一考點(diǎn)二例題(2017全國(guó)卷)如圖所示,兩水平面(虛線)之間的距離為H,其間的區(qū)域存在方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)。自該區(qū)域上方的A點(diǎn)將質(zhì)量均為m、電荷量分別為q和-q(q0)的帶電小球M、N先后以相同的初速度沿平行于電場(chǎng)的方向射出。小球在重力作用下進(jìn)入電場(chǎng)區(qū)域,并從該區(qū)域的下邊界離開(kāi)。已知N離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度方向豎直向下;M在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng),剛離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能為N剛離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)動(dòng)能的1.5倍。不計(jì)空氣阻力,重力加速度大小為g。求:(1)M與N在電場(chǎng)中沿水平方向的位移之比;(2)A點(diǎn)距電場(chǎng)上邊界的高度;(3)該電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小。-17-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-18-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-19-考點(diǎn)一考點(diǎn)二-20-考點(diǎn)一考點(diǎn)二思維訓(xùn)練思維訓(xùn)練(2018青海西寧四校高三聯(lián)考)如圖所示,第一象限中有沿x軸的正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),第二象限中有沿y軸負(fù)方向的勻強(qiáng)電場(chǎng),兩電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度大小相等。一個(gè)