高中物理解题模型系列之带电粒子在电场中的运动模型.pdfVIP

先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。——范仲淹

高中物理解题模型系列之带电粒子在电场中的运动模型

【模型概述】带电粒子在电场中的运动是每年高考中的热点问题，

是电学知识和力学知识的结合点。具体来讲有电场对带电粒子的加速

（减速），偏转，涉及内容有力、能、电等各部分知识相结合的情景，

主要考查学生的综合能力。该模型通常的考查思路有一下两个：⑴根

据带电粒子受到的力，用牛顿第二定律找出加速度，结合运动学公式

确定带电粒子的速度、位移等物理量。这条思路通常适用于受恒力作

用下的匀变速运动。⑵根据力对带电粒子所做的功W及动能定理，从

带电粒子运动的全过程中能的转化角度，研究带电粒子的速度变化、

经历的位移等。注意：在讨论带电粒子的加速偏转时，对于基本粒子，

如电子、质子、中子等，没有特殊说明，其重力一般不计；带电粒子

如液滴、尘埃、颗粒等没有特殊说明，其重力一般不能忽略。

【基础模型1】带电粒子在“非匀强电场中运动的模型”

先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。——范仲淹

【基础模型2】匀强电场中的的“直线运动模型”

先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。——范仲淹

【思维分析】油滴在静止时只会受到重力和电场力，而在运动时

还会受到空气的粘滞阻力；结合物体的平衡条件，牛顿第二定律和动

能定理，弄清楚油滴运动的过程和初、末状态即可求解。

先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。——范仲淹

【基础模型3】匀强电场中的“偏转模型”

先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。——范仲淹

【拓展提升】带电粒子在电场中的运动可拓展为：在“周期性变

化的电场中的运动”模型以及结合实际问题“示波管”模型等。它们

和基础模型的差异主要表现在运动过程的复杂程度上，解决此类模型

时一定要特别注意边界条件在解题过程中的运用。

【模型拓展1】带电粒子在周期性变化电场中的运动模型

先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。——范仲淹

先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。——范仲淹

【解法应用】周期性问题常伴随着运动的重复性，此类问题在分

析时主要抓住一个周期内的运动特点应用牛顿第二定律，动能定理的

进行分析即可，其余过程重复第一个周期内的情况。

【模型拓展2】带电粒子在电场中运动的示波管模型

先天下之忧而忧，后天下之乐而乐。——范仲淹

【解法应用】此类模型和带电粒子在电场中的偏转一样，都是在

恒定电场力作用下的类平抛运动，其解法一般是将一个复杂的曲线运

动分解为两个比较简单的直线运动，利用牛顿第二定律、动能定理等

关系求解。考生在求解时一定要注意其临界情况，如细线什么时候断、

当斜面带动小球在水平面内做圆周运动时，小球什么时候离开斜面等。

注：本文由明亮老师编写，已经编入天性试题调研《2017高考物

理模型解题法》一书，敬请参阅！