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专题08带电粒子在电场中的运动
【母题来源】2016年
【母题原题】如图,平行板电容器两极板的间距为d,极板与水平面成45°角,上极板带正电。一电荷量为q(q0)的粒子在电容器中靠近下极板处,以初动能Ek0竖直向上射出。不计重力,极板尺寸足够大。若粒子能打到上极板,则两极板间电场强度的最大值为
A. B. C. D.
【答案】B
【考点定位】带电粒子在电场中的运动、运动合成与分解
【名师点睛】本题关键是明确粒子的受力情况和运动情况,然后根据类平抛运动的分位移公式和动能定理处理,要明确当电场强度最大时,是粒子的速度平行与上极板,而不是零。
【母题来源】2016年
【母题原题】如图,P为固定的点电荷,虚线是以P为圆心的两个圆。带电粒子Q在P的电场中运动,运动轨迹与两圆在同一平面内,a、b、c为轨迹上的三个点。若Q仅受P的电场力作用,其在a、b、c点的加速度大小分别为aa、ab、ac,速度大小分别为va、vb、vc,则
A.aaabac,vavcvb B.aaabac,vbvcva
C.abacaa,vbvcva D.abacaa,vavcvb
【答案】D
【考点定位】点电荷的电场、带电粒子在电场中的运动
【名师点睛】此题考查带电粒子在电场中的运动问题;关键是掌握点电荷的电场分布规律;能根据粒子的运动轨迹判断粒子电性和点电荷电性的关系;要知道只有电场力做功时粒子的动能与电势能之和守恒。
【命题意图】
【考试方向】
【得分要点】1)带电粒子在电场中加速
若不计粒子的重力,则电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的增量.
在匀强电场中:;
在非匀强电场中:
2)带电粒子在电场中的偏转
条件分析:带电粒子垂直于电场线方向进入匀强电场.
运动性质:匀变速曲线运动.
处理方法:分解成相互垂直的两个方向上的直线运动,类似于平抛运动.
运动规律:
沿初速度方向做匀速直线运动,运动时间:;不能穿过电电场时
沿电场力方向,做匀加速直线运动
加速度
离开电场时的偏移量
离开电场时的偏转角的正切
(3)带电粒子在电场中做直线运动(加速或减速)的方法:
①能量方法——能量守恒定律;
②功能关系——动能定理;
③力和加速度方法——牛顿运动定律,匀变速直线运动公式。
(4)带电粒子在电场中的运动的觖题思路
带电粒子在电场中的运动,综合了静电场和力学的知识,分析方法和力学的分析方法基本相同:先分析受力情况再分析运动状态和运动过程;然后选用恰当的规律解题。
①由于带电微粒在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力,因此其处理方法可用正交分解法.先将复杂的运动分解为两个互相正交的简单的直线运动,而这两个直线运动的规律我们可以掌握,然后再按运动合成的观点,去求出复杂运动的相关物理量.
②用能量观点处理带电粒子在复合场中的运动,从功能观点出发分析带电粒子的运动问题时,在对带电粒子受力情况和运动情况进行分析的基础上,再考虑应用恰当的规律(动能定理、能量转化守恒定律等)解题.
(5)带电粒子在交变电场中的运动
这是一类力学和电学的综合类问题,解决此类问题,仍然遵循力学的处理思路、方法、规律,但是交变电压的周期性变化,势必会引起带电粒子的某个运动过程和某些物理量的周期性变化,所以应注意:
①分过程解决.“一个周期”往往是我们的最佳选择.
②建立模型.带电粒子的运动过程往往能在力学中找到它的类似模型.
③正确的运动分析和受力分析:合力的变化影响粒子的加速度(大小、方向)变化,而物体的运动性质则由加速度和速度的方向关系确定.
【母题1】(多选)、电荷量为的油滴恰好处于静止状态,以下说法中正确的是: ()
A、若将A板向下平移一小段位移,则油滴向下加速运动,G中的电流
B若将B板向左平移一小段位移,则油滴仍然静止,G中有的电流
C若将S断开,则油滴立即做自由落体运动,G中无电流
D若将S断开,再将B板向下平移一小段位移,则油滴静止
【】
考点:
【名师点睛】
【母题2】(多选)如下图所示,空间存在匀强电场,方向竖直向下,从绝缘斜面上的M点沿水平方向抛出一带电小球,最后小球落在斜面上的N点.已知小球的质量为m、初速度大小为v0、斜面倾角为θ,电场强度大小未知.则下列说法中正确的是
A.可以判断小球一定带正电荷
B.可以求出小球落到N点时速度的方向
C.可以求出小球由M落到N点所用时间
D.可以分别求出小球到达N点过程中重力和静电力对小球所做的功
【】
【名师点睛】
【母题3】如图所示,两块平行金属板倾斜放置,其间有一匀强电场,PQ是中央线。一带电小球从a点以速度平行于PQ线射入板间,从b点射出。以下说法正确的是
A.小球一定带正电B.
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