带电粒子在电场中的运动【知识精讲架构+备课精研精梳】高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

带电粒子在电场中的运动 第二节知识清单要点概述要点概述知识点:1、带电粒子在电场中的加速2、带电粒子在电场中偏转3、带电粒子在交变电场中的运动 （考点、重难点）4、带电粒子在复合场中的运动 （考点、重难点）5、示波管的原理与波形（难点）专题:等效“重力”法求解带电粒子在 复合场中的运动问题快做笔记！快做笔记！带电粒子在复合场中的运动电场与重力场的叠加两类问题1、类抛体问题 解题方法:运动的合成与分解或动能定理2、变速圆周问题解题方法:等效重力法快做笔记！快做笔记！1、类抛体问题考什么？:t、h、v、wG、wE思路:运动的分解例1：如图所示在水平向右的匀强电场中，质量为m的带电小球，以初速度v从M点竖直向上抛出，通过N点时速度大小为2v，方向与电场方向相反则小球从M点运动到N点的过程（）A动能增加B重力势能增加C机械能增加D电势能增加BC例2：如图所示，一质量为m、电荷量为q（q0）的粒子以速度v。从MN连线上的P点水平向右射入大小为E、方向竖直向下的匀强电场中。已知MN与水平方向成45角，粒子的重力可以忽略。则粒子到达MN连线上的某点时（）A所用时间为B速度大小为C与P点的距离为D速度方向与竖直方向的夹角为30AC例3：如图所示，匀强电场内有一矩形ABCD区域，电荷量为e的某带电粒子从B点沿BD方向以8 eV的动能射入该区域，恰好从A点射出该区域，已知矩形区域的边长AB8 cm，BC6 cm，A、B、D三点的电势分别为6 V、12 V、12 V，不计粒子重力，求：（1）粒子到达A点时的动能；（2）匀强电场的场强大小和方向。【答案】（1）26 eV；（2）375 V/m，场强方向为垂直BD斜向左下方例4：如图所示，边长为L的正方形区域ABCD内存在着沿AD方向的匀强电场。电量为q、动能为Ek的带电粒子从A点沿AB方向进入电场，恰好从BC的中点离开电场，不计粒子所受重力。求：(1)电场强度的大小E；(2)粒子离开电场时的动能Ek1。【答案】(1)；(2)专题:等效“重力”法“等效法”处理电场和重力场的复合问题(1)将重力与电场力进行合成，如图所示，则F合为等效重力场中的“重力”，g 为等效重力场中的“等效重力加速度”，F合的方向等效为“重力”的方向，即在等效重力场中的“竖直向下方向”(2)物理最高点与几何最高点在“等效力场”做圆周运动的小球，经常遇到小球在竖直平面内做圆周运动的临界速度问题小球能维持圆周运动的条件是能过最高点，而这里的最高点不一定是几何最高点，而应是物理最高点典例：请抄到笔记本上，一题通百题通;如图所示，一个竖直放置的半径为R的光滑绝缘环，置于水平方向的匀强电场中，电场强度为E.有一质量为m、电量为q的带正电的空心小球套在环上，并且Eq=mg.小球从环的顶端A滑至底端C的过程中，小球在何处速度最大？速度值为多少？经分析速度最大时加速度为零，在图中D点处，如图所示：请抄到笔记本上，一题通百题通;在水平向右的匀强电场中，有一质量为在水平向右的匀强电场中，有一质量为mm、带正电的小球，、带正电的小球，用长为用长为l l的绝缘细线悬挂于的绝缘细线悬挂于OO点，当小球静止时细线与竖直方点，当小球静止时细线与竖直方向夹角为向夹角为（如图所示）现给小球一个垂直于悬线的初速（如图所示）现给小球一个垂直于悬线的初速度，使小球在竖直平面内做圆周运动试问（不计空气阻力度，使小球在竖直平面内做圆周运动试问（不计空气阻力，重力加速度为，重力加速度为g g）：）：（1 1）若小球恰好完成圆周运动，则小球运动过程中的最小速）若小球恰好完成圆周运动，则小球运动过程中的最小速度值是多少？度值是多少？（2 2）小球的初速度至少是多大？）小球的初速度至少是多大？如图所示，在水平方向的匀强电场中，一质量为m的带电小球用一轻绳连接恰好在竖直平面内绕O点做半径为R的圆周运动，运动轨迹上均匀地分布着A、B、C、D、F、G、H和P点，OA垂直于电场强度方向。已知小球带电荷量为 ，电场强度 （g为重力加速度），则下列说法正确的是（）A小球在A点时的速度为B小球运动至C点的电势能大于H点时的电势能C小球运动过程中绳子的最大拉力为D小球运动过程中的最小速度为CD制作人：方朝阳