带电粒子在电场中运动综合问题的分析

1、物理 人教版 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 考点一考点一带电粒子在电场中运动的实际应用带电粒子在电场中运动的实际应用示波管示波管 1 1构造及功能构造及功能( (如图如图1 1所示所示) ) 课堂探究课堂探究考点突破考点突破 图1 (1)电子枪：电子枪：发射并加速电子发射并加速电子 (2)偏转电极偏转电极YY：使电子束竖直偏转使电子束竖直偏转( (加信号电压加信号电压)； 偏转电极偏转电极XX：使电子束水平偏转使电子束水平偏转( (加扫描电压加扫描电压) 2 2工作原理工作原理 偏转电极偏转电极XX和和YY不加电压，电子打到屏幕中心不加电压，电子打到屏幕中心； 若只

2、在若只在XX之间加电压之间加电压，只在只在X方向偏转方向偏转； 若只在若只在YY之间加电压之间加电压，只在只在Y方向偏转方向偏转； 若若XX加扫描电压加扫描电压，YY加信号电压加信号电压，屏上会出现随信号而变化的图象屏上会出现随信号而变化的图象 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 课堂探究课堂探究考点突破考点突破 图2 甲乙 图3 解析解析 B 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 课堂探究课堂探究考点突破考点突破 示波管中电子在荧光屏上落点位置的判断方法示波管中电子在荧光屏上落点位置的判断方法 示波管中的电子在示波管中的电子在YYYY和和XXXX两个

3、偏转电极作用下，两个偏转电极作用下， 同时参与两个同时参与两个 类平抛运动，类平抛运动， 一方面沿一方面沿YYYY方向偏转，另一方面沿方向偏转，另一方面沿XXXX方向偏转，方向偏转， 找出几个特殊点，即可确定荧光屏上的图形找出几个特殊点，即可确定荧光屏上的图形 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 图4 解析解析 AC 课堂探究课堂探究考点突破考点突破 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 课堂探究课堂探究考点突破考点突破 考点二带电粒子在交变电场中的运动 甲 乙 图5 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 解析解析 课堂探究课堂探究

4、考点突破考点突破 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 课堂探究课堂探究考点突破考点突破 解答带电粒子在交变电场中运动的思维方法 1 1注重全面分析注重全面分析( (分析受力特点和运动规律分析受力特点和运动规律) )，抓住粒子的，抓住粒子的 运动具有周期性和在空间上具有对称性的特征，求解粒子运动具有周期性和在空间上具有对称性的特征，求解粒子 运动过程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的运动过程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的 边界条件边界条件 2 2分析时从两条思路出发：一是力和运动的关系，根据牛分析时从两条思路出发：一是力和运动的关系，根据牛 顿第二定律及

5、运动学规律分析；二是功能关系顿第二定律及运动学规律分析；二是功能关系 3 3此类题型一般有三种情况：一是粒子做单向直线运动此类题型一般有三种情况：一是粒子做单向直线运动( (一般一般 用牛顿运动定律求解用牛顿运动定律求解) )，二是粒子做往返运动，二是粒子做往返运动( (一般分段研究一般分段研究) )， 三是粒子做偏转运动三是粒子做偏转运动( (一般根据交变电场的特点分段研究一般根据交变电场的特点分段研究) ) 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 图6 解析解析 A 课堂探究课堂探究考点突破考点突破 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 对于复合场中的

6、力学问题，可以根据力的独立作用原理分别研究每种场力对 物体的作用效果， 34带电体在复合场中的运动模型带电体在复合场中的运动模型物理模型构建物理模型构建 学科素养培养学科素养培养 1 1模型概述模型概述 各种性质的场与实物(分子和原子的构成物质)的根本区别之一是场具有叠加性， 即几个场可以同时占据同一空间，从而形成复合场 也可以同时研究几种场力共同作用的效果，将复合场等效为 一个简单场， 然后与重力场中的力学问题进行类比，利用力学的规律和方法 进行分析与解答 2 2解题方法解题方法 (1)(1)正交分解法：正交分解法： (2)(2)等效等效“重力重力”法：法： 由于带电粒子在匀强电场中所受电场

7、力和重力都是恒力，不 受约束的粒子做的都是匀变速运动， 因此可以采用正交分解法处理 将复杂的运动分解为两个互相垂直的直线运动，再根据运动合成的方法去求 复杂运动的有关物理量 将重力与电场力进行合成，合力F合等效为“重力”，a 等效为“重力加速度”，F合的方向等效为“重力”的方向 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 图7 学科素养培养学科素养培养 解析解析 F 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 学科素养培养学科素养培养 图8 解析解析 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 学科素养培养学科素养培养 35综合运用动力学观点和功能观点

8、解决带电体在电场中的运动 审题答题规范审题答题规范 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 学科素养培养学科素养培养 不受摩擦力，也就没有摩擦力做功 受电场力方向竖直向下，与重力方 向相同，做功特点与重力类似 临界状态，在此位置滑块与轨道恰 无相互作用力，只有电场力和重力的 合力提供向心力 本问可以根据Q点的临界状态求出在 Q点的速度，然后分析M N P Q 的过程，考虑到重力、电场力和摩擦 力做功的特点，应该用动能定理分析 本问的分析应抓住P点的特点：该点 重力和电场力都沿竖直方向，向心力 只能由轨道的弹力提供，可以取M N P过程用动能定理分析 分析过程找规律分析过程找规

9、律 滑块与轨道水平部分有摩擦，要注 意考虑摩擦力做功的特点 图9 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 学科素养培养学科素养培养 解析解析 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 学科素养培养学科素养培养 答案答案 解析解析 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 练出高分练出高分 12345678 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 练出高分练出高分 解析解析 23456781 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 练出高分练出高分 解析解析 12345678 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素

10、养培养练出高分练出高分 练出高分练出高分 解析解析 12345678 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 练出高分练出高分 解析解析 图2 12345678 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 练出高分练出高分 图2 解析解析 CD 12345678 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 练出高分练出高分 12345678 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 练出高分练出高分 解析解析 答案答案B 12345678 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 练出高分练出高分 12345678

11、课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 练出高分练出高分 解析解析 答案答案 12345678 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 练出高分练出高分 图5 解析解析 12345678 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 练出高分练出高分 解析解析 AB 图5 12345678 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 练出高分练出高分 图6 解析解析 12345678 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 练出高分练出高分 ACD 图6 解析解析 12345678 课堂探究课堂探究学科素养培养学科素养培养练出高分练出高分 练出高分练出高分 图7