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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 、复合场的认识与力的处理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，可能会同时受到_力、_力和其它力，但具体怎样，遵循如下原那么：1重力： 根本粒子，如电子、质子、粒子、正负离子等，除有说明或明确的暗示以外，在电场中运动时均重力但并不忽略质量； 宏观带电体，如液滴、小球等除有说明或明确的暗示以外，一般重力； 未明确说明“带电粒子的重力是否考虑时，可用两种方法进展判断：一是比拟静电力qE与重力mg，假设qE mg，那么忽略重力，反之要考虑重力；二是题中是否有暗示如涉及
2、竖直方向或结合粒子的运动过程、运动性质进展判断 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其他周期性电场。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方法与技巧由于带电粒子在场中运动时，其根本的形式是匀速、匀加速或匀减速、类平抛和圆周运动，而本课时主要讨论的是这些运动组合起来的综
3、合问题，因此在处理时通常有两种思考方向：一分过程阶段处理1、情境：适用于对每个阶段的运动形式都清楚的综合问题2、处理方法：在清楚每个阶段的运动形式的根底上，然后对每个阶段利用运动规律或牛顿运动定律列式，其常见具体的处理方式有：1粒子在电场中处于静止状态或匀速直线运动时，利用平衡条件即_进展处理。2带电粒子进入匀强电场中，假设电场力与其它力的合力方向跟运动方向共线，那么带电粒子做_。利用牛顿运动定律和运动学公式进展处理。当合力与初速度的方向垂直，粒子做类平抛运动。解决方法：利用运动的合成与分解化曲为直，再利用牛顿运动定律和运动学公式进展处理。 3当带电粒子在匀强电场的电场力与重力的合力为_时，粒
4、子可以做匀速圆周运动。二全程分析处理1、情境：适用于对每个阶段的运动形式不太清楚，但初末态的速度、能量和全过程的位移或单个物体等的综合问题2、处理方法：利用动能定理或能量守恒列式1假设选用动能定理，那么要分清有多少个力做功，是恒力做功还是变力做功，同时要明确初、末状态及运动过程中的动能的增量2假设选用能量守恒定律，那么要分清带电体在运动中共有多少种能量参与转化，哪些能量是增加的，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根底知识 双基巩固1、如下图，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
5、后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，那么它们()A同时到达屏上同一点B先后到达屏上同一点丁C同时到达屏上不同点D先后到达屏上不同点2、喷墨打印机的简化模型如下图。重力可忽略的墨汁微滴，经带电室带负电后，以速度v垂直匀强电场飞入极板间，最终打在纸上，那么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、如下图，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的a处有一粒子源，盒粒子以v02.0102 m/s的初速度向水平面以下的各个方向均匀
6、放出质量为m2.01015 kg，电荷量为q1012 C的带电粒子，粒子最终落在金属板b上假设不计粒子重力，求：(结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围(所形成的面积)；假设使带电粒子打在金属板上的围减小，可以通过改变哪些物理量来实现？4、如下图，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
7、题5、如下图，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，当整个装置处于竖直向下的匀强电场中时，小物块恰好静止在斜面上现将电场方向突然改为水平向右，而场强大小不变，那么 ()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，他们均处于场强大小为E、方向竖直向上的匀强电场中，B球带有q的负电，当他们静止后：1悬点O所受的拉力大小为_；AB间的细线所受的拉力大小为_；2突然加剪断悬点到A球间的细线，那么在剪断的瞬间，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
8、7、如下图，电源电动势为E，阻为r，滑动变阻器最大阻值为R，G为灵敏电流计,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，一带正电的粒子恰好以速度v匀速穿过两板，不计粒子重力。以下说法中正确的选项是 A保持开关闭合，滑片P向下移动，粒子可能从M板边缘射出B保持开关闭合，滑片P的位置不动，将N板向下移动，粒子可能从M板边缘射出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，灵敏电流计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板中央有一个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，假设取电子初始运动方向为正方向，那么以下图象中能正确反映电子
9、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、2013年全国大纲版一电荷量为qq0、质量为m的带电粒子在匀强电场的作用下，在t=0时由静止开场运动，场强随时间变化的规律如下图，不计重力。求在t=0到t=T的时间间隔：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。在小球经过的竖直平面，存在着假设干个如下图的无电场区和有理想上下边界的匀强电场区，两区域相互间隔、竖直高度相等，电场区水平方向无限长，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，以下说确的是 A小球在水平方向一
10、直作匀速直线运动B假设场强大小等于mg/q，那么小球经过每一电场区的时间均一样C假设场强大小等于2mg/q，那么小球经过每一无电场区的时间均一样D无论场强大小如何，小球通过所有无电场区的时间均一样 abOrEm q11、2013年全国新课标改如图，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的质点沿轨道侧运动.经过a点和b点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质点经过a点和b点时的动能。12、如下图，A、B为两块平行金属板，A板带正电荷、B板带
11、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认为大小处处相等，方向都指向O.半圆形金属板两端与B板的间隙可忽略不计现从正对B板小孔紧靠A板的O处由静止释放一个质量为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从释放微粒开场，经过多长时间微粒通过半圆形金属板间的最低点P点？课后巩固提升1、在空
12、间有正方向为水平向右，场强按如下图变化的电场，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、电源和一个水平放置的平行板电容器、二个变阻器R1、R2和定值电阻R3组成如下图的电路。当把变阻器R1、R2调到某个值时，闭合开关S，电容器中的一个带电液滴正好处于静止状态。当再进展其他相关操作时只改变其中的一个，以下判断正确的选项是 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
13、器的上极板向上平移少许，电容器的电量将增加3、如下图，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，并且克制重力做的功为1 J，电场力做的正功为3 J，那么以下说法中正确的选项是 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，速度的方向与水平方向的夹角为604、如下图，A、B是水平放置的平行板电容器的极板，重力可以忽略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的边缘以速率v飞出。假设保持其中一个极板不动
14、而把另一个极板移动一小段距离，粒子仍以一样的速度v0从原处飞入，那么以下判断正确的选项是 A假设上极板A不动，下极板B上移，粒子仍沿下极板B的边缘以速率v飞出B假设上极板A不动，下极板B上移，粒子将打在下板B上，速率小于vC假设下极板B不动，上极板A上移，粒子将打在下板B上，速率小于vD假设下极板B不动，上极板A上移，粒子仍沿下极板B的边缘以速率v飞出5、如下图，在竖直平面有一匀强电场，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，细线恰好水平现用外力将小球拉到最低点P，然后无初速度释放，那么以下判断正确的选项是()A小球再次到达M点时，速度刚好为零B小球从P到M过程中，合外力对它做了mgL的功C小球从P到M过程中，小球的机械能增加了mgLD如果小球运动到M点时，细线突然断裂，小球以后将做匀变速
