高三复习带电粒子在电场中的运动高三复习带电粒子在电场中的运动

中国首家新课标免费资源网（不必注册，免费下载）请记住我们的网址：A、单方向的直线运动（1999年上海）如图所示，A、B为竖直向上的电场线上的两点，一带电质点在A点由静止释放，沿电场线向上运动，到B点恰好速度为零。下列说法正确的是：A、带电质点在A、B两点所受的电场力都是竖直向上的B、A点电势比B点的电势高C、带电质点在A点的电势能比在B点的电势能小D、A点的电场强度比B点电场强度大ABmgEAqEAq＞mgvB=0EAqmgEAq＜mgε=φq答案：ABDA、单方向的直线运动质量为m的带电小球在匀强电场中以初速V水平抛出，小球加速度方向竖直向下，大小为g/3,则在小球的竖直分位移为H的过程中，以下结论中正确的是A、小球的动能增加了mgh/3B、小球的电势能增加了mgh/3C、小球的机械能减少了mgh/3D、小球的重力势能减少了mgh/3答案：AA、单方向的直线运动(97上海)如图所示，A、B为平行金属板，两板相距d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一个小孔M、N。今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落（P、M、N在同一竖直线上），空气阻力不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回，若保持两板板间的电压不变，则A、把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落仍能返回B、把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C、把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落仍能返回D、把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落答案：ACDPMNABddPMNABddmgEqmg从P到N的过程中由动能定理得：mg2d-Eqd=0mg2d-Uq=0当A板下移，从P到N的过程中，同理质点到N点时，速度刚好为零。B、把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落所以，仍能返回PMNABdd从P到N的过程中由动能定理得：hmg(2d+h)mvN212-Uq=-0vN＞0将穿过N孔继续下落图解法的应用如图，A板的电势UA＝0，B板的电势UB随时间的变化规律如图所示。则A.若电子是在t＝0时刻进入的，它将一直向B板运动B.若电子是在t＝T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动,最后打在B板上C.若电子是在t＝3T/8时刻进入的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动,最后打在B板上D.若电子是在t＝T/2时刻进入的，它可能时而向B板、时而向A板运动BAt/sUB/v0U0-U0F=Eq=U0q/dF=maa=U0q/mdBAt/sU/v0U0-U0t/s0a0-a0a/m/s2t/s0v0-v0v/m/s若电子是在t＝0时刻进入的Tt/sU/v0U0-U0T/22T3T/2Tt/s0T/22T3T/2a/m/s2a0-a0T0T/22T3T/2t/sv0-v0若电子是在t＝T/8时刻进入的v/m/sTt/sU/v0U0-U0T/22T3T/2Tt/s0T/22T3T/2a/m/s2a0-a0T0T/22T3T/2t/sv0-v0若电子是在t＝T/4时刻进入的v/m/sTt/sU/v0U0-U0T/22T3T/2Tt/s0T/22T3T/2a/m/s2a0-a0T0T/22T3T/2t/sv0-v0若电子是在t＝3T/8时刻进入的v/m/s带电粒子在电场中的直线运动分析方法：3、图解法（周期性变化的电场）①确定研究对象，受力分析，状态分析②画出a-t、v-t图AB两个相距为d的平行金属板,有正对着的两小孔A、B,如图甲所示,两板间加如图乙所示的交变电场,一质量为m,带电量为+q的带电粒子,在t=0时刻在A孔处无初速释放,试判断带电粒子能否穿过B孔？（t=0时刻A板电势高）甲图U/vt/su-u乙图TT/2Aavav’前半周期带电粒子向右匀加速，后半周期向右匀减速，第一个周期末，速度恰为0，一个周期内始终向右运动,以后不断重复第一个周期的运动，直到通过B点.后半周期粒子运动情况？粒子会不会返回？请画出粒子运动的v-t图线.AB甲图u/vt/s-U乙图T2Tt/s00v/m/sUT2T丙图问题：为使带电粒子到达B孔时速度最大，A、B间距应满足什么条件？画出速度图线能更清楚了解物体的运动情况要使带电粒子到达B点时速度最大，必须从A到B一直加速，即在半个周期内到达.解：设带电粒子在半个周期内的位移为S由题意知：只要S≥d,粒子出电场时速度可达最大.有：TmqUddTmdqU8222问题：从v-t图上看，在t=(2n+1)T/2时刻粒子速度最大，是否本题有系列解？用W12=qU12计算电场力的功时,要注意W12和U12的对应关系.B甲图t/s-U乙图T2Tt/s00v/m/sUT2T丙图T2Tu/vt/s-U乙图0Uv/m/st/s0丙图例3:两个相距为d的平行金属板,有正对着的两小孔A、B,如图甲所示,两板间加如图乙所示的交变电场,一质量为m,带电量为+q的带电粒子,在t=T/4时刻在A孔处无初速释放,试判断带电粒子能否穿过B孔？（t=0时刻A板电势高）AB甲图答：粒子在t=T/4时刻释放，如果在运动的第一个T/2内没有通过B孔,则就不能通过B孔.不论A、B间距离多大，问带电粒子何时释放，带电粒子一定能通过B孔？带电粒子在T/4前释放，一定能通过B孔.例4:两个相距为d=1.5m的平行金属板,有正对着的两小孔A、B,如图甲所示,两板间加如图乙所示的交变电场,u=1.08×104V,交变电压的周期T=1.0×10－6s,t=0时刻A板电势高，一质量为m,带电量为+q的带电粒子,在t=T/6时刻在A孔处无初速释放,带电粒子比荷q/m=1.0×108C/kg,问:粒子运动过程中将与某一极板相碰撞,求从开始运动到粒子与极板碰撞所用时间.AB甲图U/vt/su-u乙图TT/2t/sU-UTT/2T/67T/6t/sv/m/s0ABT/3T/3T/3粒子在T/2时刻(即运动了T/3时间)速度v=a×T/3=2.4×105m/s向右位移s=(v/2)×2T/3=8×10－2m简解：a=qU/dm=7.2×1011m/s2粒子在运动的一个周期内向右运动8×10－2m然后再向左运动2×10－2m所以在一个周期内粒子位移向右,为Δx=6×10-2m粒子在T时刻(即运动了5T/6时间)速度v’=a×T/6=1.2×105m/s反向位移s’=(v’/2)×T/3=2×10－2m粒子在24个周期内运动的位移24×6×10－2m=1.44m粒子在24个周期内向右运动的最大距离为23×6×10－2m＋8×10－2m=1.46m所以第25个周期内,粒子只要向右运动0.06m就通过B孔AB1.44mt/sv0ss’T/32T/3对往复运动特别要关注最后一个周期内的运动情况.t总=24T+T/3+t=2.443×10-5s1.46mT=1.0×10-6sd=1.5m是否TTt251065.12=2.5×10-5sΔx=6×10-2m221atvts带有同种电荷的质点A、B，A的质量是B的一半，带电量是B的2倍。它们从相距很远处沿两球心的连线在光滑绝缘水平面上相向运动，A的初速度大小是B的两倍，则有：A、A、B之间的库仑力总是大小相等，方向相反B、A、B质点间加速度总是大小相等，方向相反C、A、B质点的速度方向总是相反的D、在某一瞬间，A、B两质点的动能之和可能为零答案：ACD中国首家新课标免费资源网（不必注册，免费下载）请记住我们的网址：