重难点13 带电粒子在电场中的运动-2025年高考物理 热点 重点 难点 专练（广东专用）（解析版）.docx

PAGE1/NUMPAGES2

重难点13带电粒子在电场中的运动

考点

三年考情分析

2025考向预测

带电粒子在电场中运动的分析与计算；

3年3考

广东卷[(2024，T8)，(2023，T9)，(2022，T8)]

带电粒子在电场中的运动问题涉及较多的概念和规律，带电粒子涉及的运动过程包括电场中的加速、平衡、偏转和一般的曲线运动，从物理规律应用的角度分析，涉及受力分析、牛顿运动定律、能量守恒定律,从考查方法的角度分析,涉及运动的合成与分解法、正交分解法、等效法。

【情境解读】

(1)加速

(2)偏转

【高分技巧】

1．电场中直线运动问题的两种解题思路

(1)动能定理：不涉及a、t时可用。

(2)牛顿运动定律：涉及a、t时可用。

2．匀强电场中的偏转问题

(1)带电粒子垂直于场强方向进入匀强电场，在匀强电场中的偏转一般为类平抛运动，可用运动的分解来解决。

(2)不涉及运动细节、涉及功能问题时常用动能定理解决。

注意：偏转时静电力做功不一定是W＝qU板间，应该是W＝qEy(y为偏移量)。

3．匀强电场中偏转问题的两个结论

(1)如图所示，有tanφ＝2tanθ，且x＝eq\f(L,2)。

(2)不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时，偏移量y＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(qUL2,2mdveq\o\al(2,0))＝eq\f(UL2,4U0d)，偏转角的正切值tanφ＝eq\f(qUL,mdveq\o\al(2,0))＝eq\f(UL,2U0d)，与比荷无关，y和φ总是相同的。

粒子打在光屏上的位置P到中心的距离y0＝y＋ltanφ＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(L,2)＋l))tanφ。

4．带电体在电场和重力场中运动的分析方法

(1)对带电体的受力情况和运动情况进行分析，综合运用牛顿运动定律和匀变速直线运动的规律解决问题。

(2)根据功能关系或能量守恒的观点，分析带电体的运动时，往往涉及重力势能、电势能以及动能的相互转化，总的能量保持不变。

【考向一：带电粒子在电场中的直线运动】

1．如图甲所示，在某电场中建立x坐标轴，一个电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动，经过A、B、C三点，已知xC－xB＝xB－xA。该电子的电势能Ep随坐标x变化的关系如图乙所示。则下列说法中正确的是()

A.A点电势高于B点电势

B.A点的电场强度小于B点的电场强度

C.A、B两点电势差|UAB|等于B、C两点电势差|UBC|

D.电子经过A点的速率小于经过B点的速率

答案D

解析一个电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动，由题图知电子电势能一直减小，则电子从A到B静电力做正功，即WAB＝qUAB＝(－e)UAB0，所以UAB0，A点电势低于B点电势，故A错误；根据电势能Ep随坐标x变化的关系Ep＝qφx＝eφx，则ΔEp＝eΔφx＝eExΔx，可知Ep－x图像的斜率绝对值越大，电场强度越强，由题图可知A点的斜率绝对值比B点的大，A点的电场强度大于B点的电场强度，故B错误；由题图可知，电子通过相同位移时，电势能的减小量越来越小，根据功能关系WAB＝－ΔEpAB，WBC＝－ΔEpBC，静电力做功WAB＝qUAB，WBC＝qUBC，故|UAB||UBC|，A、B两点电势差|UAB|大于B、C两点电势差|UBC|，故C错误；一个电子仅在静电力作用下沿x轴正方向运动，根据动能定理WAB＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)0，电子经过A点的速率小于经过B点的速率，故D正确。

2．人体的细胞膜模型图如图a所示，由磷脂双分子层组成，双分子层之间存在电压(医学上称为膜电位)，现研究某小块均匀的细胞膜，厚度为d，膜内的电场可看作匀强电场，简化模型如图b所示，初速度可视为零的一价正钠离子仅在静电力的作用下，从图中的A点运动到B点，下列说法正确的是()

A.A点电势等于B点电势

B.钠离子的电势能增大

C.若膜电位越小，钠离子进入细胞内的速度越大

D.若膜电位增加，钠离子进入细胞内的速度更大

答案D

解析初速度可视为零的一价正钠离子仅在静电力的作用下，从图中的A点运动到B点，则A点电势高于B点电势，A错误；钠离子运动过程中静电力做正功，所以钠离子的电势能减小，B错误；由动能定理可知qU＝eq\f(1,2)mv2，若膜电位越小，钠离子进入细胞内的速度越小；电压U增加，速度更大，C错误，D正确。

3．(2023大湾区一模)工业生产中有一种叫电子束焊接机的装置，其核心部件由如图所示的高压辐向电场组成．该电场的电场线如图中带箭头的