高考物理总复习带电粒子在电场中的综合问题分析.ppt
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1、带电粒子在电场中的综合问题分析带电粒子在电场中的综合问题分析执教教师:XXX一、带电粒子在电场中综合问题的分析方法1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(平衡、加速或减速,轨迹是直线还是曲线);然后选用恰当的力学规律如牛顿运动定律、运动学公式、动能定理、能量守恒定律解题2带电粒子的受力特点:在讨论带电粒子或其他带电体的静止与运动问题时,重力是否要考虑,关键看重力与其他力相比较是否能忽略一般来说,除明显暗示外,带电小球、液滴的重力不能忽略,电子、质子等带电粒子的重力可以忽略,一般可根据微粒的运动状态判断是否考虑重力作用二、用正交分解法处理带电粒子的复杂运动这
2、里所说的复杂运动,区别于类平抛运动的带电粒子的偏转,它的轨迹常是更复杂的曲线,但处理这种运动的基本思想与处理偏转运动是类似的也就是说,可以将此复杂的运动分解为两个互相正交的比较简单的直线运动,而这两个直线运动的规律我们是可以掌握的,然后再按运动合成的观点求出复杂运动的有关物理量三、用能量观点处理带电体在电场中的运动对于受变力作用的带电体的运动,必须借助于能量观点来处理即使都是恒力作用的问题,用能量观点处理常常显得简洁具体方法常有两种:1用动能定理处理思维顺序一般为(1)弄清研究对象,明确所研究的物理过程;(2)分析物体在所研究过程中的受力情况,弄清哪些力做功,做正功还是负功;(3)弄清所研究过
3、程的始、末状态(主要指动能);(4)根据WEk列出方程求解2用包括电势能和内能在内的能量守恒定律处理列式的方法常用两种:(1)从初、末状态的能量相等(即E1E2)列方程;(2)从某些能量的减少等于另一些能量的增加(即EE)列方程1直线运动带电粒子初速度与点电荷电场平行2圆周运动带电粒子初速度与点电荷电场垂直3曲线运动带电粒子初速度与点电荷电场有夹角重难点重难点 1带电粒子在点电荷电场中运动的三种情形带电粒子在点电荷电场中运动的三种情形 如右图所示,在点电荷Q的电场中有A、B两点,将质子和粒子(带电荷量是质子的2倍,质量是质子的4倍)分别从A点由静止释放到达B点时,它们速度大小之比为多少?例例
4、1不计重力的带电粒子在非匀强电场中的运动,不能用牛顿运动定律求解,只能用动能定理求解带电粒子在匀强电场中运动的动力学问题,如涉及加速度、时间,需采用牛顿运动定律求解,否则优先用动能定理求解提分秘笈提分秘笈已知氢原子中的质子和电子所带电荷量都是e,电子质量为m,电子绕核做匀速圆周运动,轨道半径为r,试确定电子做匀速圆周运动的v、T等物理量例例 2(多选)如右图所示,虚线a、b和c是某静电场中的三个等势面,它们的电势分别为a、b和c,且abc,一带正电粒子射入电场中,其运动轨迹如实线KLMN所示由图可知()A粒子从K到L的过程中,电场力做负功B粒子从L到M的过程中,电场力做负功C粒子从K到L的过程
5、中,电势能增加D粒子从L到M的过程中,动能减少例例 3【解析】由题目条件可知,a、b、c是孤立点电荷激发的电场中的三个等势面,因为运动粒子带正电,且沿KLMN运动,所以受到的是静电斥力,可以判断场源电荷必为正电荷,电场力做功情况便确定下来因为KNML,所以由K到L过程中电场力做负功,电势能增大,A、C项正确;由L到M过程中,电场力先做负功后做正功,电势能先增大后减小,动能先减小后增大,B、D项错误【答案】AC带电粒子在周期性变化电场中运动的分析方法1明确电场(E、U等)变化的规律2做好两个分析(受力分析和运动分析),抓住粒子的运动具有周期性、空间上有的具有对称性的特征,求解粒子运动过程中的速度
6、、位移等,并确定与物理过程相关的边界条件3分析时从两条思路出发:一是力和运动的关系,根据牛顿第二定律及运动学公式分析;二是功能关系4此类题型一般有三种情况:粒子做单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解);粒子做往返运动(一般分段研究);粒子做偏转运动(一般根据交变电场特点分段研究)重难点重难点 2带电粒子在周期性变化电场中的运动带电粒子在周期性变化电场中的运动 将如右图所示交变电压加在平行板电容器A、B两极板上,开始B板电势比A板电势高,这时有一个原来静止的电子正处在两板的中间,它在电场力作用下开始运动,设A、B两极板的距离足够大,下列说法正确的是()A电子一直向着A板运动B电子一直向着B板运动
7、C电子先向A运动,然后返回向B板运动,之后在A、B两板间做周期性往复运动D电子先向B运动,然后返回向A板运动,之后在A、B两板间做周期性往复运动例例 4解决本题的关键首先是明确电压的变化规律,从而明确电子的受力特点,结合牛顿第二定律进一步分析a、v的变化情况,结合at图象、vt图象分析往往能快捷解题提分秘笈提分秘笈一匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象如下图所示,在该匀强电场中,有一个带电粒子于t0时刻由静止释放,若带电粒子只受电场力作用,则下列说法中正确的是()A带电粒子只向一个方向运动B02 s内,电场力的功等于0C4 s末带电粒子回到原出发点D2.54 s,电场力做功等于0跟踪训练跟踪
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