高中物理必考:带电粒子在电场中运动的解题技巧
带电粒子在电场中的运动是高考物理必考的一道大题,掌握以下四个题型,这块的知识就没问题啦
一、 带电粒子在电场中的加速
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在匀强电场中加速,可用牛顿第二定律求出加速度,结合运动学公式求解. 基本方程:
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在非匀强电场中的加速运动一般受变力的作用,可根据电场力对带电粒子所做的功引起带电粒子能量的变化,利用动能定理、功能关系求解. 基本方程:
二、 带电粒子在电场中的偏转
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运动状态分析: 带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场时,受到恒定的与初速度方向成90°角的电场力作用而做匀变速曲线运动 (轨迹为抛物线).
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分析处理方法: 用类似平抛运动的分析方法分解运动. 沿着初速度方向: 做速度为v0的匀速直线运动. 沿着电场力方向: 做初速度为零的匀加速直线运动.
做题时明确题目类型,主要注意以下几个要点
**(1)当带电粒子在复合场中做匀速运动时,应根据平衡条件列方程求解. (2)当带电粒子在复合场中做匀速圆周运动时,往往应用牛顿第二定律和平衡条件列方程联立求解. (3)当带电粒子在复合场中做非匀速曲线运动时,应选用动能定理或动量守恒定律列方程求解. 注意:如果涉及两个带电粒子的碰撞问题,要根据动量守恒定律列方程,再与其他方程联立求解. 由于带电粒子在复合场中的受力情况复杂,运动情况多变,往往出现临界问题,这时应以题目中的'恰好'、'最大'、'最高'、'至少'等词语为突破口,挖掘隐含条件,并根据临界条件列出辅助方程,再与其他方程联立求解.
热点、重点、难点
一、根据带电粒子的运动轨迹进行分析推理
带电粒子在电场中的运动也是每年高考中的热点问题,具体来讲有电场对带电粒子的加速(减速),涉及内容有力、能、电、图象等各部分知识,主要考查学生的综合能力。
例. 在与x轴平行的匀强电场中,一带电量为 、质量为 的物体在光滑水平面上沿着x轴做直线运动,其位移与时间的关系是 ,式中x以米为单位,t的单位为秒。 从开始运动到5s末物体所经过的路程为________m,克服电场力所做的功为________J。
解析 :由位移的关系式 可知 。 ,所以 ,即物体沿x轴方向做匀减速直线运动
设从开始运动到速度为零的时间为 ,则
故 , 第5s内物体开始反向以 的加速度做匀加速直线运动
因此开始5s内的路程为 ,5s末的速度
克服电场力做功
一、难点突破策略:
. 带电微粒在电场中运动是电场知识和力学知识的结合,分析方法和力学的分析方法是基本相同的:先受力分析,再分析运动过程,选择恰当物理规律解题。 . 处理问题所需的知识都在电场和力学中学习过了,关键是怎样把学过的知识有机地...
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