高考物理二轮总复习精品课件 第一编 核心专题突破 专题3 电场与磁场 第一讲电场 带电粒子在电场中的运动.ppt

2.(命题角度2)(多选)(2022全国乙卷)一种可用于卫星上的带电粒子探测装置,由两个同轴的半圆柱形带电导体极板(半径分别为R和R+d)和探测器组成,其横截面如图甲所示,点O为圆心。在截面内,极板间各点的电场强度大小与其到O点的距离成反比,方向指向O点。4个带正电的同种粒子从极板间通过,到达探测器。不计粒子重力。粒子1、2做圆周运动,圆的圆心为O、半径分别为r1、r2(Rr1r2R+d);粒子3从距O点r2的位置入射并从距O点r1的位置出射;粒子4从距O点r1的位置入射并从距O点r2的位置出射,轨迹如图乙中虚线所示。则()甲乙A.粒子3入射时的动能比它出射时的大B.粒子4入射时的动能比它出射时的大C.粒子1入射时的动能小于粒子2入射时的动能D.粒子1入射时的动能大于粒子3入射时的动能答案BD解析本题考查带电粒子在辐向电场中的运动。在截面内,极板间各点的电场强度大小与其到O点的距离成反比,可设为Er=k,带正电的同种粒子1、2C错误;粒子3从距O点r2的位置入射并从距O点r1的位置出射,做向心运动,静电力做正功,则粒子动能增大,粒子3入射时的动能比它出射时的小,故A错误;粒子4从距O点r1的位置入射并从距O点r2的位置出射,做离心运动,静电力做负功,则粒子动能减小,粒子4入射时的动能比它出射时的大,故入射时的动能大于粒子3入射时的动能,故D正确。练模拟·提能力1.(命题角度1)(多选)(2023湖南邵阳模拟)如图甲所示,直线加速器由一个金属圆板(序号为0)和多个横截面积相同的金属圆筒组成,其中心轴线在同一直线上,圆筒的长度按照一定的规律依次增加。圆板和圆筒与交流电源相连,序号为奇数的圆筒和电源的一极相连,圆板和序号为偶数的圆筒和该电源的另一极相连,交流电源两极间电势差的变化规律如图乙所示。若电压的绝对值为U,电子电荷量大小为e,电子通过圆筒间隙的时间可以忽略不计。在t=0时刻,圆板中央的一个电子在圆板和圆筒之间的电场中由静止开始加速,沿中心轴线冲进圆筒1,电子在每个圆筒中运动的时间均小于T,且电子均在电压变向时恰从各圆筒中射出,不考虑相对论效应,则()A.由于静电屏蔽作用,圆筒内不存在电场B.电子运动到第n个圆筒时动能为2neU答案AD解析由于静电屏蔽作用,圆筒内不存在电场,A正确;电子每经过一个间隙,静电力做功为eU,根据动能定理,电子运动到第n个圆筒时动能为neU=Ek-0,2.(命题角度3)(多选)(2023湖南三校联考)如图所示,空间中存在竖直方向的匀强电场(图中未画出),某时刻,不带电的小球A自地面上方的P点以速度v1水平抛出,与此同时带负电的小球B以竖直向下的初速度v2开始运动,小球落地前P点、球A、球B三者始终保持在一条直线上。已知两球质量均为m,球B电荷量为-q(q0),初始时两球A、B等高且距离为L,两球可视为质点且始终在同一竖直面内运动,运动过程中未相碰,重力加速度为g,则以下说法正确的是()A.匀强电场的方向竖直向下AC3突破热考命题经典物理模型:等效重力场模型模型建构当带电体在电场、重力场的复合场中运动时,电场通常为匀强电场,故带电体受到的合力为恒力。当带电体在无约束情况下在电场和重力场组成的复合场中运动时,带电体一般做匀变速直线运动或匀变速曲线运动,而当带电体在有约束的情况下在电场和重力场组成的复合场中运动时,除了要考虑带电体的重力和受到的静电力外,还要考虑约束条件产生的作用。当带电体在静电力和重力作用下做直线运动时,如果做匀速直线运动,则一定有静电力和重力等大反向,此时带电体的动能不变(但不意味着静电力和重力不做功);如果做匀变速直线运动,则一定有静电力与重力的合力与带电体的速度同向或反向,此时可用牛顿运动定律求解,但要注意此时往往会出现极值的情况。考向分析物体仅在重力场中的运动是最常见、最基本的运动,但是对处在匀强电场中的宏观物体而言,它的周围不仅有重力场,还有匀强电场,同时研究这两种场对物体运动的影响,问题就会变得复杂一些。此时,若能将重力场与电场合二为一,用一个全新的“复合场”(可形象称之为“等效重力场”)来代替,不仅能起到“柳暗花明”的效果,同时也是一种思想体现。案例探究例题(多选)(2023山东潍坊模拟)“离心轨道演示仪”(如图甲所示)是演示物体在竖直平面内的圆周运动的实验仪器,其轨道主要由主轨长道、轨道圆和辅轨长道三部分组成,主轨长道长度约为轨道圆半径R的6倍。将主轨长道压制成水平状态后,轨道示意图如图乙所示。空间中存在水平向右的匀强电场(未画出),电场强度大小为E=。现在主轨长道上的A点静止释放一电荷量为q、质量为m的绝缘小球,小球沿主轨长道向右运动,从B点进入轨道圆