高考物理二轮复习素养提升与突破专题11 带电粒子(物体)在电场中的运动(原卷版).docx
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1、 1 / 6 素养提升素养提升微微突破突破 11 带电粒子(物体带电粒子(物体)在电场中的运动在电场中的运动 宏观规律在微观粒子上的应用 带电粒子(物体)在电场中的运动 带电粒子(物体)在电场中的加速或偏转,类似于力学中的匀变速运动和平抛运动,把力学 运动规律和方法运用到电学中,体现物理知识的应用和迁移能力。 如图,一平行板电容器连接在直流电源上,电容器的极板水平,两微粒 a、b 所带电荷量大小相等、符号相 反,使它们分别静止于电容器的上、下极板附近,与极板距离相等。现同时释放 a、b,它们由静止开 始运动,在随后的某时刻 t,a、b 经过电容器两极板间下半区域的同一水平面,a、b 间的相互作
2、用和 重力可忽略。下列说法正确的是 Aa 的质量比 b 的大 B在 t 时刻,a 的动能比 b 的大 C在 t 时刻,a 和 b 的电势能相等 D在 t 时刻,a 和 b 的动量大小相等 一、带电粒子在电场中的直线运动 2 / 6 带电粒子在电场中的加速和直线运动是电场问题中的常见类型,也是解决带电粒子在电场中偏转问题 的基础。是否考虑带电粒子的重力,选择什么样的方法解决问题,是解此类问题的两个思考点。 【2019 泰安检测】(多选)在如图 1 所示的两平行金属板间加上如图 2 所示的电压。第 1 s 内,一点电荷在两 极板间处于静止状态,第 2 s 末点电荷仍运动且未与极板接触。则第 2 s
3、 内,点电荷(g 取 10 m/s2) A做匀加速直线运动,加速度大小为 10 m/s2 B做变加速直线运动,平均加速度大小为 5 m/s2 C做变加速直线运动,第 2 s 末加速度大小为 10 m/s2 D第 2 s 末速度大小为 10 m/s BC 由题意知,第 1 s 内点电荷受重力和电场力作用处于平衡状态,故电场力方向向上,大小与重力相等;第 2 s 内电压变大,故电场强度变大,电场力变大,第 2 s 末电场强度增加为第 1 s 末的两倍,故电场力变为 2 倍,故合力变为向上,大小为 mg,故此时加速度大小为 10 m/s2,且第 2 s 内合力随时间均匀增加, 故加速度随时间均匀增加
4、, 做变加速直线运动, A 错误, C 正确; 第 2 s 内平均加速度大小为:a 010 2 m/s25 m/s2,B 正确;根据速度时间公式,第 2 s 末速度大小为:v5 1 m/s5 m/s,D 错误。 二、带电粒子在匀强电场中的偏转 带电粒子在电场中偏转问题的处理方法和平抛运动相似,就是运动的合成与分解,分解为沿初速度方 向和沿电场方向的两个分运动后,运用相对应的运动规律解决问题。其中运动时间、偏转位移和偏转角的 分析,都是高考考查的重点。 如图所示,含有大量11H、21H、42He 的粒子流无初速度进入某一加速电场,然后沿平行金属板中心线上的 O 点进入同一偏转电场,最后打在荧光屏
5、上。不计粒子重力,下列有关荧光屏上亮点分布的说法正确的 是 3 / 6 A出现三个亮点,偏离 O 点最远的是11H B出现三个亮点,偏离 O 点最远的是42He C出现两个亮点 D只会出现一个亮点 D 对于质量为 m,电荷量为 q 的粒子,加速过程有 qU11 2mv0 2,偏转过程有 tan vy v0 at v0 U2ql dmv02,其中 l 为 偏转电场长度,d 为宽度,联立得 tan U2l 2U1d,与粒子比荷无关;偏转量 y 1 2 U2q md l2 v02 U2l2 4U1d,与粒子 比荷无关,粒子从同一点离开偏转电场后沿同一方向做匀速直线运动,由几何关系知,荧光屏上只会 出
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