2019版高考物理总复习 第七章 静电场 7-4-2 带电粒子在交变电场中运动课件.ppt

带电粒子在交变电场中的运动 01 02 03 04 课堂互动 1 此类题型一般有三种情况 1 粒子做单向直线运动 一般用牛顿运动定律求解 2 二是粒子做往返运动 一般分段研究 3 粒子做偏转运动 一般根据交变电场的特点分段研究 2 两条分析思路 一是力和运动的关系 根据牛顿第二定律及运动学规律分析 二是功能关系 3 注重全面分析 分析受力特点和运动规律 抓住粒子的运动具有周期性和空间上具有对称性的特征 求解粒子运动过程中的速度 位移等 并确定与物理过程相关的边界条件 命题角度1粒子做单向直线运动例4 2017 长治模拟 多选 在绝缘水平桌面 桌面足够大 上方充满平行桌面的电场 其电场强度E随时间t的变化关系如图所示 小物块电荷量为q 1 10 4C 将其放在该水平桌面上并由静止释放 小物块速度v与时间t的关系如图所示 重力加速度g取10m s2 则下列说法正确是 A 物块在4s内位移是6mB 物块的质量是2kgC 物块与水平桌面间动摩擦因数是0 2D 物块在4s内电势能减少了18J 题组剖析 转到解析 题组剖析 解析物块在4s内位移为x 2 2 4 m 6m 故选项A正确 由图可知 前2s物块做匀加速直线运动 由牛顿第二定律有qE1 mg ma 由图线知加速度为a 1m s2 2s后物块做匀速运动 由平衡条件有qE2 mg 联立解得q E1 E2 ma 由图可得E1 3 104N C E2 2 104N C 代入数据解得m 1kg 由qE2 mg可得 0 2 故选项B错误 C正确 物块在前2s的位移x1 2 2m 2m 物块在后2s的位移为x2 vt2 4m 电场力做正功W qE1x1 qE2x2 6J 8J 14J 则电势能减少了14J 故选项D错误 答案AC 转回原题 题组剖析 变式训练4如图甲所示 两极板间加上如图乙所示的交变电压 开始A板的电势比B板高 此时两板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动 设电子在运动中不与极板发生碰撞 向A板运动时为速度的正方向 则下列图象中能正确反映电子速度变化规律的是 其中C D两项中的图线按正弦函数规律变化 转到解析 题组剖析 解析电子在交变电场中所受电场力恒定 加速度大小不变 故C D两项错误 从0时刻开始 电子向A板做匀加速直线运动 T后电场力反向 电子向A板做匀减速直线运动 直到t T时刻速度变为零 之后重复上述运动 A项正确 B项错误 答案A 转回原题 例5 多选 如图所示为匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象 当t 0时 在此匀强电场中由静止释放一个带电粒子 设带电粒子只受电场力的作用 则下列说法中正确的是 A 带电粒子将始终向同一个方向运动B 2s末带电粒子回到原出发点C 3s末带电粒子的速度为零D 0 3s内 电场力做的总功为零 题组剖析 命题角度2粒子做往返运动 转到解析 题组剖析 解析设第1s内粒子的加速度为a1 第2s内的加速度为a2 由a 可知 a2 2a1 可见 粒子第1s内向负方向运动 1 5s末粒子的速度为零 然后向正方向运动 至3s末回到原出发点 粒子的速度为0 v t图象如图所示 由动能定理可知 此过程中电场力做的总功为零 综上所述 可知C D正确 答案CD 转回原题 题组剖析 变式训练5如图甲所示 两平行正对的金属板A B间加有如图乙所示的交变电压 一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处 若在t0时刻释放该粒子 粒子会时而向A板运动 时而向B板运动 并最终打在A板上 则t0可能属于的时间段是 转到解析 题组剖析 转回原题 例6 2015 山东理综 多选 如图甲所示 两水平金属板间距为d 板间电场强度的变化规律如图乙所示 t 0时刻 质量为m的带电微粒以初速度v0沿中线射入两板间 0 时间内微粒匀速运动 T时刻微粒恰好经金属板边缘飞出 微粒运动过程中未与金属板接触 重力加速度的大小为g 关于微粒在0 T时间内运动的描述 正确的是 A 末速度大小为v0B 末速度沿水平方向C 重力势能减少了mgdD 克服电场力做功为mgd 题组剖析 转到解析 命题角度3粒子做偏转运动 题组剖析 转回原题 A 电子在荧光屏上形成的亮线长度为d2 3B 保持其他条件不变 只增大d1 荧光屏上形成的亮线长度变长C 保持其他条件不变 只增大d2 荧光屏上形成的亮线长度变短D 保持其他条件不变 只增大L 荧光屏上形成的亮线长度变长 题组剖析 变式训练6 2017 广西重点高中高三一模 多选 如图甲所示 竖直极板A B之间距离为d1 电压为U1 水平极板C D之间距离为d2 GH为足够长的荧光屏 到极板C D右侧的距离为L 极板C D之间的电压如图乙所示 在A板中央有一电子源 能不断产生速率几乎为零的电子 电子经极板A B间电场加速后从极板B中央的小孔射出 之后沿极板C D的中心线射入极板C D内 已知t 0时刻射入C D间的电子经时间T恰好能从极板C的边缘飞出 不计阻力 电子的重力以及电子间的相互作用 下列说法正确的是 转到解析 题组剖析 转回原题