《2018-2019學年高中物理 第一章 靜電場 專題突破與題型專練 帶電粒子在電場中的運動課件 新人教版選修3-1.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2018-2019學年高中物理 第一章 靜電場 專題突破與題型專練 帶電粒子在電場中的運動課件 新人教版選修3-1.ppt（30頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

專題突破與題型專練帶電粒子在電場中的運動,題型核心探究,題型一:帶電粒子在加速電場、偏轉電場中的綜合問題1.運用到的物理規(guī)律:涉及運動學公式、牛頓運動定律、動能定理、功能關系的綜合應用.,2.分析偏轉問題的方法:利用運動的合成與分解把曲線運動轉換為直線運動.,【例1】(2018湖南長沙雅禮中學高二測試)如圖所示,電子在電勢差為U0=4500V的加速電場中,從左極板由靜止開始運動,經加速電場加速后從右板中央垂直射入電勢差為U=45V的偏轉電場中,經偏轉電場偏轉后打在豎直放置的熒光屏M上,整個裝置處在真空中,已知電子的質量為m=9.010-31kg,電荷量為e=-1.610-19C,偏轉電場的板長為L1=10cm,板間距離為d=1cm,熒光屏M到偏轉電場極板右端的距離L2=15cm.求:(1)電子從加速電場射入偏轉電場的速度v0;(2)電子飛出偏轉電場時的偏轉距離(側移距離)y;(3)電子飛出偏轉電場時偏轉角的正切tanθ;(4)電子打在熒光屏上時到中心O的距離Y.,,?思維導圖?,,,答案:(1)4107m/s(2)0.25cm(3)0.05(4)1cm,,方法技巧,解決帶電粒子在加速電場,偏轉電場中的綜合問題的分析技巧(1)在分析此類問題時,注意運用運動的合成與分解解決問題,并畫出示意圖.(2)電子在加速電場中做勻加速直線運動,滿足動能定理、牛頓第二定律.(3)在偏轉電場中做類平拋運動,滿足動能定理,也可以結合運動的合成與分解解決問題.,【針對訓練1】(2018山西康杰中學高二期末)如圖所示,氕、氘、氚的原子核初速度為零,經同一電場加速后,又經同一勻強電場偏轉,最后打在熒光屏上,那么()A.經過加速電場的過程中,靜電力對氚核做的功最多B.經過偏轉電場的過程中,靜電力對氚核做的功最多C.三種原子核打在屏上的速度一樣大D.三種原子核都打在屏的同一位置上,D,,題型二:帶電粒子在交變電場中的運動,1.交變電場作用下粒子所受的靜電力發(fā)生改變,從而影響粒子的運動性質;由于靜電力周期性變化,粒子的運動性質也具有周期性.,2.研究帶電粒子在交變電場中的運動需要分段研究,特別注意帶電粒子進入交變電場的時間及交變電場的周期.,【例2】(2018河南羅山高中高二測試改編)在如圖所示的平行板電容器的兩板A,B上分別加如圖(甲),(乙)所示的兩種電壓,開始B板的電勢比A板高.在靜電力作用下原來靜止在兩板中間的電子開始運動.若兩板間距足夠大,且不計重力,試分析電子在兩種交變電壓作用下的運動情況,并畫出相應的v-t圖像.,,?思路探究?(1)電子在加速或減速時加速度大小和方向有什么特點?(2)加圖(甲)所示的電壓時,粒子加速與減速時間有什么關系?粒子的運動具有周期性和對稱性嗎?粒子在哪些時刻的速度為零?(3)加圖(乙)所示的電壓時,粒子加速與減速的時間有什么關系?粒子的運動具有周期性嗎?粒子在哪些時刻的速度為零?答案:(1)電子在加速或減速時加速度大小相等,方向相反.(2)粒子加速時間與減速時間相等,運動時具有周期性和對稱性.在t=nT時刻速度為零.(3)粒子正向加速與減速時間相等,反向加速與減速時間相等.運動時具有周期性和對稱性.在t=時刻速度為零.,,,答案:見解析,帶電粒子在交變電場中的運動分析方法,,(1)注重受力和運動分析,特別注意:初始運動條件以及電場的變化是否具有對稱性.(2)利用運動速度的對稱割補法,將運動過程分成幾個階段研究,確保每個階段是一個獨立的運動過程.(3)借助于速度圖像來分析解決相關問題.,方法總結,【針對訓練2】(2018湖北恩施一中高三測試)(多選)帶正電的微粒放在電場中,電場強度的大小和方向隨時間變化的規(guī)律如圖所示.帶電微粒只在靜電力的作用下由靜止開始運動,則下列說法中正確的是()A.微粒在0～1s內的加速度與1～2s內的加速度相同B.微粒將沿著一條直線運動C.微粒將做往復運動D.微粒在第1s內的位移與第3s內的位移相同,BD,,解析:設微粒的速度方向,位移方向向右為正,作出微粒的v-t圖像如圖所示.由圖可知選項B,D正確.,題型三:帶電粒子(帶電體)在電場中的直線運動,1.帶電粒子在電場中做直線運動(1)勻速直線運動:此時帶電粒子受到的合外力一定等于零,即所受到的靜電力與其他力平衡.(2)勻加速直線運動:帶電粒子受到的合外力與其初速度方向同向.(3)勻減速直線運動:帶電粒子受到的合外力與其初速度方向反向.2.討論帶電粒子在電場中做直線運動(加速或減速)的方法(1)力與運動關系方法——牛頓運動定律,勻變速直線運動公式.(2)功和能關系方法——動能定理.(3)能量守恒方法——能量守恒定律.,【例3】(2018湖南桃江縣四中高二測試)如圖所示,水平放置的A,B兩平行板相距h,上板A帶正電,現(xiàn)有質量為m,帶電荷量為+q的小球在B板下方距離B板為H處,以初速度v0豎直向上運動,從B板小孔進入板間電場.(1)帶電小球在板間做何種運動?(2)欲使小球剛好打到A板,A,B間電勢差為多少?,,?思路探究?(1)帶電小球在板間所受的靜電力的方向如何?合力方向與初速度方向有什么關系?(2)小球在運動時有哪些力做功?答案:(1)小球在板間的靜電力是豎直向下的.合力方向是豎直向下,與初速度方向相反.(2)小球在運動中有重力做負功,在板間還有靜電力做負功.,,解析:(1)帶電小球在電場外只受重力的作用做勻減速直線運動,在電場中受重力和靜電力作用做勻減速直線運動.,,帶電物體在電場中做直線運動的處理方法通過受力分析和運動過程分析,確定物體做直線運動的性質,若物體做勻變速直線運動,則可以運用運動學公式或動能定理解決問題;若物體做非勻變速直線運動,則一般選擇動能定理解決問題.若研究某一狀態(tài)或瞬時問題,則通過受力分析和牛頓第二定律解決.,方法總結,【針對訓練3】(2018陜西寶雞中學高三月考)如圖所示,一個電子(質量為m)電荷量為e,以初速度v0沿著勻強電場的電場線方向飛入勻強電場,已知勻強電場的電場強度大小為E,不計重力,問:,,(1)電子進入電場的最大距離;(2)電子進入電場最大距離的一半時的動能.,題型四:帶電粒子(帶電體)在電場中的曲線運動,1.帶電粒子在電場(復合場)中的圓周運動解決電場(復合場)中的圓周運動問題,關鍵是分析向心力的來源,指向圓心的力提供向心力,向心力的提供有可能是重力和靜電力的合力,也有可能是單獨的重力或靜電力.有時可以把復合場中的圓周運動等效為豎直面內的圓周運動,找出等效“最高點”和“最低點”.2.對于一般的曲線運動,分析此類問題要注意粒子在哪個方向不受力,在哪個方向受靜電力,粒子的運動軌跡向哪個方向彎曲.,【例4】(2018海南?？趯嶒炛袑W高三月考)如圖所示,長L=0.20m的絲線的一端拴一質量為m=1.010-4kg,帶電荷量為q=+1.010-6C的小球,另一端連在一水平軸O上,絲線拉著小球可在豎直平面內做圓周運動,整個裝置處在豎直向上的勻強電場中,電場強度E=2.0103N/C.現(xiàn)將小球拉到與軸O在同一水平面上的A點,然后無初速度地將小球釋放,取g=10m/s2.求:(1)小球通過最高點B時速度的大小;(2)小球通過最高點時,絲線對小球拉力的大小.,,?思維導圖?,,答案:(1)2m/s(2)3.010-3N,,方法總結,圓周運動物理規(guī)律的運用(1)帶電物體做圓周運動時,一般運用動能定理將不同力的功聯(lián)系起來,或運用動能定理求出不同位置的速度大小.(2)在圓周運動中的任何位置,都可由牛頓第二定律將受力與向心加速度聯(lián)系起來,但要注意只有指向圓心的力才產生向心加速度.,【針對訓練4】如圖所示,ABCD為放在E=1.0103V/m的水平勻強電場中的絕緣光滑軌道,其中BCD部分是直徑為20cm的半圓環(huán),AB=15cm,今有m=10g,q=10-4C的小球從靜止由A點沿軌道運動,它運動到圖中C處時的速度是m/s,在C處時對軌道的壓力是N;要使小球能運動到D點,開始時小球的位置應離B點m.,