2019年高考物理 双基突破（二）专题04 带电粒子在电场中的运动精讲

《2019年高考物理 双基突破（二）专题04 带电粒子在电场中的运动精讲》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、专题04带电粒子在电场中的运动一、带电粒子在电场中的平衡和非平衡问题这里说的“平衡”是指带电体加速度为零的静止或匀速直线运动，属“静力学”问题，只是带电体受的外力中包括电场力在内的所有外力，解题的一般思维程序为：（1）明确研究对象；（2）对研究对象进行受力分析，注意电场力的方向；（3）根据平衡的条件或牛顿第二定律列方程求解。【题1】竖直放置的两块足够长的平行金属板间有匀强电场。其电场强度为E，在该匀强电场中，用丝线悬挂质量为m的带电小球，丝线跟竖起方向成θ角时小球恰好平衡，如图所示，请问：（1）小球带电荷量是多少？（2）若剪断丝线

2、，小球碰到金属板需多长时间？【答案】（1）（2）由①②得（2）丝线剪断后小球受重力和电场力，其合力与剪断前丝线拉力大小相等方向相反，所以：T=ma…③小球由静止开始沿着拉力的反方向做匀加速直线运动，当碰到金属板上时，它的位移为：…④由运动学公式：……⑤由②③④⑤得。【题3】如图所示，一个质量为30g带电量─1.7×10─8C的半径极小的小球，用丝线悬挂在某匀强电场中，电力线与水平面平行。当小球静止时，测得悬线与竖直夹角为30°，由此可知：①匀强电场方向怎样？②电场强度大小为多少？（g取10m/s2）【答案】（1）水平向右（2）2×

3、107N/C（2）小球在三个力作用下处于平衡状态，三个力的合力必为零。所以F=mgtg30°……①又F=qE…②由①②得：代入数据解得：E=2×107N/C。二、带电粒子（或带电体）在电场中的直线运动1．做直线运动的条件（1）粒子所受合外力F合＝0，粒子或静止，或做匀速直线运动。（2）粒子所受合外力F合≠0，且与初速度方向在同一条直线上，带电粒子将做匀加速直线运动或匀减速直线运动。2．解决粒子在电场中直线运动问题的两种方法（1）运动状态的分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一条直线上，做加（减

4、）速直线运动。（2）用动能定理或能量守恒定律电场力对带电粒子做的功等于带电粒子动能的变化量，即qU＝mv2－mv。匀强电场中：W＝Eqd＝qU＝mv2－mv非匀强电场中：W＝qU＝Ek2－Ek1。选取思路：前者适用于粒子受恒力作用时，后者适用于粒子受恒力或变力作用时。这和解决物体受重力、弹力、摩擦力等做直线运动的问题的思路是相同的，不同的是受力分析时，不要遗漏电场力。解决此类问题的关键是灵活利用动力学分析的思想，采用受力分析和运动学方程相结合的方法进行解决，也可以采用功能结合的观点进行解决，往往优先采用动能定理。3．带电粒子在电场

5、中运动时重力的处理（1）基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力（但并不忽略质量）。（2）带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力。4．带电粒子在电场中的加速带电粒子沿与电场线平行的方向进入电场，带电粒子将做加（减）速运动。有两种分析方法：（1）用动力学观点分析：a＝，E＝，v2－v＝2ad。（2）用功能观点分析：粒子只受电场力作用，电场力做的功等于物体动能的变化，qU＝mv2－mv。【题4】如图，电子由静止开始从A板向B板运动，到达B板的速度为

6、v，保持两板间电压不变，则A．当减小两板间的距离时，速度v增大B．当减小两板间的距离时，速度v减小C．当减小两板间的距离时，速度v不变D．当减小两板间的距离时，电子在两板间运动的时间变长【答案】C【题5】（多选）如图，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连。若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子A．所受重力与电场力平衡B．电势能逐渐增加C．动能逐渐增加D．做匀变速直线运动【答案】BD【解析】带电粒子在平行板电容器之间受到两个力的作用，一是重力mg，方向竖直向下；二是电场力F＝E

7、q，方向垂直于极板向上，因二力均为恒力，又已知带电粒子做直线运动，所以此二力的合力一定在粒子运动的直线轨迹上，根据牛顿第二定律可知，该粒子做匀减速直线运动，选项D正确，选项A、C错误；从粒子运动的方向和电场力的方向可判断出，电场力对粒子做负功，粒子的电势能增加，选项B正确。【题6】（多选）某同学设计了一种静电除尘装置，如图甲所示，其中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板为绝缘材料，上、下面板为金属材料。图乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒定为U的高压直流电源相连。带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v0，当碰到下

8、板后其所带电荷被中和，同时被收集。将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值，称为除尘率。不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用。要增大除尘率，则下列措施可行的是A．只增大电压UB．只增大长度LC．只增大高度dD．只增大尘埃被吸入的水平速度v0【