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1、零诊复习 选修3-1 电场(四)-带电粒子在场中运动的综合问题课前知识梳理一 、复合场的结识与力的解决1、复合场这里所讨论的复合场是指_和_并存或分区域叠加存在的空间场。当粒子在这种空间场中运动时，也许会同步受到_力、_力和其他力，但具体如何，遵循如下原则：（1）重力： 基本粒子，如电子、质子、粒子、正负离子等，除有阐明或明确的暗示以外，在电场中运动时均 重力（但并不忽视质量）； 宏观带电体，如液滴、小球等除有阐明或明确的暗示以外，一般 重力； 未明确阐明“带电粒子”的重力与否考虑时，可用两种措施进行判断：一是比较静电力qE与重力mg，若qE mg，则忽视重力，反之要考虑重力；二是题中与否有暗
2、示（如波及竖直方向）或结合粒子的运动过程、运动性质进行判断 （2）电场力：一切带电粒子在电场中都要受到静电力F = ，与粒子的运动 无关；静电力的大小、方向取决于电场（E的大小、方向）和电荷的 ，匀强电场中静电力为恒力，非匀强电场中静电力为变力2、交变电场丁丙UU粒子运动的空间场中，其电场强度变化的电场。在现阶段，一般考虑的是两种交变电场：（1）方波型电场；（2）正弦型电场；（3）其她周期性电场。如在甲图的电容器两端分别加上乙、丙、丁的电压时，板间就形成：_、_、_（选填序号）二、解决带电粒子在场中的运动的措施与技巧由于带电粒子在场中运动时，其基本的形式是匀速、匀加速或匀减速、类平抛和圆周运动
3、，而本学时重要讨论的是这些运动组合起来的综合问题，因此在解决时一般有两种思考方向：（一）分过程（阶段）解决1、情境：合用于对每个阶段的运动形式都清晰的综合问题2、解决措施：在清晰每个阶段的运动形式的基本上，然后对每个阶段运用运动规律或牛顿运动定律列式，其常用品体的解决方式有：（1）粒子在电场中处在静止状态或匀速直线运动时，运用平衡条件即_进行解决。（2）带电粒子进入匀强电场中，若电场力与其他力的合力方向跟运动方向共线，则带电粒子做_。运用牛顿运动定律和运动学公式进行解决。当合力与初速度的方向垂直，粒子做类平抛运动。解决措施：运用运动的合成与分解化曲为直，再运用牛顿运动定律和运动学公式进行解决。
4、 （3）当带电粒子在匀强电场的电场力与重力的合力为_时，粒子可以做匀速圆周运动。（二）全程分析解决1、情境：合用于对每个阶段的运动形式不太清晰，但初末态的速度、能量和全过程的位移已知或单个物体等的综合问题2、解决措施：运用动能定理或能量守恒列式（1）若选用动能定理，则要分清有多少个力做功，是恒力做功还是变力做功，同步要明确初、末状态及运动过程中的动能的增量（2）若选用能量守恒定律，则要分清带电体在运动中共有多少种能量参与转化，哪些能量是增长的，哪些能量是减少的三、要掌握的典型问题（一）临界与瞬态问题整体与隔离法（二）交变电场中粒子运动问题（三）复合场中的粒子运动问题课前自我检测基本知识 双基巩
5、固1、如图所示，一价氢离子(H)和二价氦离子(He)的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们()A同步达到屏上同一点 B先后达到屏上同一点丁C同步达到屏上不同点 D先后达到屏上不同点2、喷墨打印机的简化模型如图所示。重力可忽视的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最后打在纸上，则微滴在极板间电场中( )A向负极板偏转B电势能逐渐增大C运动轨迹是抛物线D运动轨迹与带电量无关3、如图所示，某空间有一竖直向下的匀强电场，电场强度E1.0102 V/m，一块足够大的接地金属板水平放置在匀强电场中，在金属板的正上方高度h0.80 m
6、的a处有一粒子源，盒内粒子以v02.0102 m/s的初速度向水平面如下的各个方向均匀放出质量为m2.01015 kg，电荷量为q1012 C的带电粒子，粒子最后落在金 属板b上若不计粒子重力，求：(成果保存两位有效数字)（1）粒子源所在a点的电势；（2）带电粒子打在金属板上时的动能；（3）从粒子源射出的粒子打在金属板上的范畴(所形成的面积)；若使带电粒子打在金属板上的范畴减小，可以通过变化哪些物理量来实现？4、如图所示，两块与水平方向成角的平行带等量异种电荷的金属板AB与CD，正对放置，板长均为L，有一质量为m、带电量为+q的微粒从金属板A端以速度v0沿水平方向进入两板间，并沿直线从金属板D
7、端射出。试求：（1）两金属板间电压是多少？（2）带电微粒从D端射出时的速度为多少？典型问题 归纳突破一、瞬态问题5、如图所示，质量为m的带负电的小物块置于倾角为37的绝缘光滑斜面上，当整个装置处在竖直向下的匀强电场中时，小物块正好静止在斜面上现将电场方向忽然改为水平向右，而场强大小不变，则 ()CABA小物块仍静止 B小物块将沿斜面加速上滑C小物块将沿斜面加速下滑 D小物块将脱离斜面运动6、如图，质量为m的三个小球A、B、C通过绝缘细线悬挂在天花板上的O点，她们均处在场强大小为E、方向竖直向上的匀强电场中，已知B球带有q的负电，当她们静止后：（1）悬点O所受的拉力大小为_；AB间的细线所受的拉
8、力大小为_；（2）忽然加剪断悬点到A球间的细线，则在剪断的瞬间，AB细线所受的拉力大小又为_。二、带电粒子在交变电场中的运动7、如图所示，电源电动势为E，内阻为r，滑动变阻器最大阻值为R，G为敏捷电流计,开关闭合，两平行金属板M、N之间存在垂直纸面向里的匀强磁场，一带正电的粒子正好以速度v匀速穿过两板，不计粒子重力。如下说法中对的的是（ ）A保持开关闭合，滑片P向下移动，粒子也许从M板边沿射出B保持开关闭合，滑片P的位置不动，将N板向下移动，粒子也许从M板边沿射出C将开关断开，粒子将继续沿直线匀速射出D在上述三个选项的变化中，敏捷电流计G指针均不发生偏转8、如图甲所示，在两距离足够大的平行金属
9、板中央有一种静止的电子（不计重力），当两板间加上如图乙所示的交变电压后，若取电子初始运动方向为正方向，则下图象中能对的反映电子的速度v、位移x、加速度a、动能Ek四个物理量随时间变化规律的是（ ）9、（全国大纲版）一电荷量为q（q0）、质量为m的带电粒子在匀强电场的作用下，在t=0时由静止开始运动，场强随时间变化的规律如图所示，不计重力。求在t=0到t=T的时间间隔内：（1）粒子位移的大小和方向（2）粒子沿初始电场反方向运动的时间 三、带电粒子在复合场中的运动10、质量为m、电荷量为+q的小球以初速度v0水平抛出。在小球通过的竖直平面内，存在着若干个如图所示的无电场区和有抱负上下边界的匀强电场
10、区，两区域互相间隔、竖直高度相等，电场区水平方向无限长，已知每一电场区的场强大小相等、方向均竖直向上，不计空气阻力，下列说法对的的是（ ）A小球在水平方向始终作匀速直线运动B若场强大小等于mg/q，则小球通过每一电场区的时间均相似C若场强大小等于2mg/q，则小球通过每一无电场区的时间均相似D无论场强大小如何，小球通过所有无电场区的时间均相似 abOrEm q11、（全国新课标改）如图，在光滑绝缘的水平桌面上有水平向右的匀强电场，电场中有一半径为r光滑绝缘的圆轨道，轨道平面与电场方向平行。a、b为轨道直径的两端，该直径与电场方向平行。一电荷为(q)、质量为m的质点沿轨道内侧运动.通过a点和b点
11、时对轨道压力的大小分别为Na和b，求：（1）电场强度的大小；（2）质点通过a点和b点时的动能。12、如图所示，A、B为两块平行金属板，A板带正电荷、B板带负电荷两板之间存在着匀强电场，两板间距为d、电势差为U，在B板上开有两个间距为L的小孔C、D为两块同心半圆形金属板，圆心都在贴近B板的O处，C带正电、D带负电两板间的距离很近，两板末端的中心线正对着B板上的小孔，两板间的电场强度可觉得大小到处相等，方向都指向O.半圆形金属板两端与B板的间隙可忽视不计现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一种质量为m、电荷量为q的带正电的微粒(微粒的重力不计)，问：（1）微粒穿过B板小孔时的速度多大？（2）为
12、了使微粒能在C、D板间运动而不碰板，C、D板间的电场强度大小应满足什么条件？（3）从释放微粒开始，通过多长时间微粒通过半圆形金属板间的最低点P点？课后巩固提高1、在空间有正方向为水平向右，场强按如图所示变化的电场，位于电场中A点的电子在t=0时静止释放，运动过程中只受电场力作用在t=1s时，电子离开A点的距离大小为l,那么在t=3s时，电子将处在（ ）A点右方3l处 BA点左方2l处 CA点左方3l处 DA点2、电源和一种水平放置的平行板电容器、二个变阻器R1、R2和定值电阻R3构成如图所示的电路。当把变阻器R1、R2调到某个值时，闭合开关S，电容器中的一种带电液滴正好处在静止状态。当再进行其
13、她有关操作时（只变化其中的一种），如下判断对的的是（ ）A将R1的阻值增大时，液滴仍保持静止状态B将R2的阻值增大时，液滴将向下运动C断开开关S，电容器上的带电量将减为零D把电容器的上极板向上平移少量，电容器的电量将增长3、如图所示，在水平向右的匀强电场中，某带电粒子从A点运动到B点，在A点时速度竖直向上，在B点时速度水平向右，在这一运动过程中粒子只受电场力和重力，所受电场力是重力的倍，并且克服重力做的功为1 J，电场力做的正功为3 J，则下列说法中对的的是（ ）A粒子带正电 B粒子在A点的动能比在B点多2 JC粒子在A点的机械能比在B点少3 JD粒子由A点到B点过程中速度最小时，速度的方向与
14、水平方向的夹角为604、如图所示，A、B是水平放置的平行板电容器的极板，重力可以忽视不计的带电粒子以速度v0水平射入电场，且刚好沿下极板B的边沿以速率v飞出。若保持其中一种极板不动而把另一种极板移动一小段距离，粒子仍以相似的速度v0从原处飞入，则下列判断对的的是（ ）A若上极板A不动，下极板B上移，粒子仍沿下极板B的边沿以速率v飞出B若上极板A不动，下极板B上移，粒子将打在下板B上，速率不不小于vC若下极板B不动，上极板A上移，粒子将打在下板B上，速率不不小于vD若下极板B不动，上极板A上移，粒子仍沿下极板B的边沿以速率v飞出5、如图所示，在竖直平面内有一匀强电场，其方向与水平方向成30斜向右上，在电场中有一质量为m、电量为q的带电小球，用长为L的不可伸长的绝缘细线挂于O点，当小球静止于M点时，细线正好水平现用外力将小球拉到最低点P，然后无初速度释放，则如下判断对的的是 ()
