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1、带电粒子在电场中运动（一）带电粒子在电场中运动（一）直线运动直线运动 高考物理第一轮复习选修高考物理第一轮复习选修31 第一章第一章 静电场静电场学习目标学习目标1、会分析带电粒子在电场中直线、会分析带电粒子在电场中直线运动的有关规律；运动的有关规律；2、掌握带电粒子在电场中直线运、掌握带电粒子在电场中直线运动问题的分析方法。动问题的分析方法。独立思考独立思考问题问题1： 如何判断带电粒子在电场中的运动如何判断带电粒子在电场中的运动是直线运动还是曲线运动？是直线运动还是曲线运动？问题问题2： 带电粒子在电场中下列两种运动中带电粒子在电场中下列两种运动中用什么方法处理？用什么方法处理？1 带电粒
2、子在电场中做匀加速直线运动；带电粒子在电场中做匀加速直线运动；2 带电粒子在电场中做非匀变速运动。带电粒子在电场中做非匀变速运动。例例1（2011福建理综卷）反射式速调管是常用的微波福建理综卷）反射式速调管是常用的微波器械之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波器械之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似。如图所示，在虚线两，其振荡原理与下述过程类似。如图所示，在虚线两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从从A点由静止开始，在电场力作用下沿直线在点由静止开始，在电场力作用下沿直线在A、B两点间往返运动。已知电
3、场强度的大小分别是两点间往返运动。已知电场强度的大小分别是E1=2103N/C,E2=4103N/C，方向如图所示，带电，方向如图所示，带电微粒质量微粒质量m=110-20Kg，带电量，带电量-110-9C,A点距虚线点距虚线MN的距离的距离d1=1cm，不计带电微粒的重力，忽略相，不计带电微粒的重力，忽略相对论效应。求：对论效应。求：(1)B点到虚线点到虚线MN的距离的距离d2；(2)带电微粒从带电微粒从A点运动到点运动到B点点 所经历的时间所经历的时间t。题型一题型一 ： 带电物体在电场匀变速直线运动带电物体在电场匀变速直线运动 （2010年四川）如图所示，圆弧虚线表示正点电荷电场的等势面
4、，年四川）如图所示，圆弧虚线表示正点电荷电场的等势面，相邻两等势面间的电势差相等。光滑绝缘直杆沿电场方向水平放相邻两等势面间的电势差相等。光滑绝缘直杆沿电场方向水平放置并固定不动，杆上套有一带正电的小滑块置并固定不动，杆上套有一带正电的小滑块(可视为质点可视为质点)，滑块通，滑块通过绝缘轻弹簧与固定点过绝缘轻弹簧与固定点O相连，并以某一初速度从相连，并以某一初速度从M点运动到点运动到N点，点，OMON。若滑块在。若滑块在M、N时弹簧的弹力大小相等，弹簧始终在弹时弹簧的弹力大小相等，弹簧始终在弹性限度内，则（性限度内，则（ ）A、滑块从、滑块从M到到N的过程中，速度可能一直增大的过程中，速度可能
5、一直增大B、滑块从位置、滑块从位置1到到2的过程中，电场力做的功比从位置的过程中，电场力做的功比从位置3到到4的小的小C、在、在M、N之间的范围内，可能存在滑块速度相同的两个位置之间的范围内，可能存在滑块速度相同的两个位置D、在、在M、N之间可能存在只由电场力确定滑块加速度大小的三个之间可能存在只由电场力确定滑块加速度大小的三个位置位置题型二题型二 带电物体在电场非匀变速直线运动带电物体在电场非匀变速直线运动 OMN1234【答案答案】AC【解析解析】在在N点如果电场力不小于弹簧弹力的分点如果电场力不小于弹簧弹力的分力，则滑块一直加速，力，则滑块一直加速，A正确。在正确。在N点如果电场点如果电
6、场力小于弹簧弹力的分力，则滑块先加速后减速，力小于弹簧弹力的分力，则滑块先加速后减速，就可能有两个位置的速度相同，就可能有两个位置的速度相同，C正确。正确。1、2与与3、4间的电势差相等，电场力做功相等，间的电势差相等，电场力做功相等，B错误。错误。由于由于M点和点和N点弹簧的长度不同但弹力相等，说点弹簧的长度不同但弹力相等，说明明N点时弹簧是压缩的，在弹簧与水平杆垂直和点时弹簧是压缩的，在弹簧与水平杆垂直和弹簧恢复原长的两个位置滑块的加速度只由电场弹簧恢复原长的两个位置滑块的加速度只由电场力决定，力决定，D错误。错误。练习练习1：（：（09福建福建21）如图甲，在水平地面上固定一）如图甲，在
7、水平地面上固定一倾角为倾角为的光滑绝缘斜面，斜面处于电场强度大小为的光滑绝缘斜面，斜面处于电场强度大小为E、方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度系数为方向沿斜面向下的匀强电场中。一劲度系数为k的绝缘的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状轻质弹簧的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状态。一质量为态。一质量为m、带电量为、带电量为q（q0）的滑块从距离弹）的滑块从距离弹簧上端为簧上端为s0处静止释放，滑块在运动过程中电量保持不处静止释放，滑块在运动过程中电量保持不变，设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失，弹簧始终变，设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速
8、度大小为处在弹性限度内，重力加速度大小为g。（1）求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历）求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间的时间t1；（2）若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度）若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为大小为vm，求滑块从静止释放到速度大小为，求滑块从静止释放到速度大小为vm过程中过程中弹簧的弹力所做的功弹簧的弹力所做的功W；A题型题型3 在电场中做往复直线运动在电场中做往复直线运动 练习练习2：（2011安徽）如图（安徽）如图（a）所示，两平）所示，两平行正对的金属板行正对的金属板A、B间加有如图（间加有如图（b）所示的交）所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间在两板的正中间P处。若在处。若在t0时刻释放该粒子，粒时刻释放该粒子，粒子会时而向子会时而向A板运动，时而向板运动，时而向B板运动，并最终打板运动，并最终打在在A板上。则板上。则t0可能属于的时间段是鞋可能属于的时间段是鞋 （ ）A BC D B
