思維導(dǎo)引: 力電綜合試題是高考壓軸題的??荚囶}。而帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)問題往往把電場知識與運(yùn)動(dòng)學(xué)、牛頓定律、動(dòng)能定理、功能關(guān)系等知識融合在一起,與生活實(shí)際、生產(chǎn)科技緊密聯(lián)系。近年來對帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)、先加速后偏轉(zhuǎn)、在交變電場中加減速交替運(yùn)動(dòng)等類型涉及較多,題型為選擇題與計(jì)算題為主。 一、帶電粒子在靜電場中的直線運(yùn)動(dòng): 1. 明確帶電粒子除電場力外是否考慮重力。帶電粒子(如質(zhì)子、電子、離、帶電粒子等)在沒有明確指出或暗示下,重力一般忽略不計(jì),當(dāng)研究對象為“帶電微粒”、“帶電塵?!薄ⅰ皫щ娦∏颉睍r(shí),重力一般不能忽略。 2.了解帶電粒子做直線運(yùn)動(dòng)的條件:(1)F合=0,V0≠0,物體勻速運(yùn)動(dòng);(2)F合≠O,且F合的方向和速度的方向在同一直線上; 3.掌握研究帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)的方法: ①運(yùn)用牛頓定律研究帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng):基本思路是先用牛頓第二定律求出粒子的加速度;進(jìn)而確定粒子的運(yùn)動(dòng)形式,再根據(jù)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)形式運(yùn)用相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律求出粒子的運(yùn)動(dòng)情況。只在電場力作用下,則基本方程: ②運(yùn)用動(dòng)能定理研究帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng):基本思路是根據(jù)電場力對帶電粒子做功的情況,分析粒子的動(dòng)能與勢能發(fā)生轉(zhuǎn)化的情況、運(yùn)用動(dòng)能定理或者運(yùn)用在電場中動(dòng)能與電勢 能相互轉(zhuǎn)化而它們的總和守恒的觀點(diǎn),求解粒子的運(yùn)動(dòng)情況。只在電場力作用下基本方程: 這個(gè)關(guān)系式對任意靜電場都是適用的。 4.對于帶電粒子在電場中的加速問題,應(yīng)重視動(dòng)能定理的應(yīng)用。 二、帶電粒子在靜電場中的曲線運(yùn)動(dòng) 1.帶電粒子以垂直于電場線方向的初速度V0進(jìn)入勻強(qiáng)電場時(shí)(只在電場力作用下),粒子做類平拋運(yùn)動(dòng)。其處理方法類似于平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法,即將運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解處理。 2.帶電粒子在靜電場中的偏轉(zhuǎn)規(guī)律: 速度反向延長平分水平位移,就像從水平位移的中點(diǎn)發(fā)出來一樣。在能夠證明的前提下直接使用以上二級結(jié)論可分析討論側(cè)移距離、偏轉(zhuǎn)角與帶電粒子的速度、動(dòng)能、比荷等物理量的關(guān)系。 3.對于帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題,除了用運(yùn)動(dòng)學(xué)方法,也可結(jié)合動(dòng)能定理和功能關(guān)系求解。 三、帶電粒子在交變電場中的運(yùn)動(dòng): 當(dāng)電場發(fā)生周期性變化時(shí),由于帶電粒子在電場中的受力將發(fā)生周期性變化,從而使粒子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生相應(yīng)的變化,粒子表現(xiàn)出來的運(yùn)動(dòng)形式可能是單向直線運(yùn)動(dòng);也可能是往復(fù)變速運(yùn)動(dòng)。帶電粒子是做單向直線運(yùn)動(dòng),還是變速往復(fù)運(yùn)動(dòng)主要由粒子的初始速度與受力情況決定。這類問題要結(jié)合粒子的初始狀態(tài)、電壓變化的特點(diǎn)及規(guī)律、再運(yùn)用牛頓第立定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)知識綜合分析,有時(shí)通過V-t圖像解決此類問題更簡便。 模型訓(xùn)練: 上期答案: |
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