1模型组合讲解—带电粒子在电场中的运动模型00xuexi20.

1、模型组合讲解一一带电粒子在电场中的运动模型模型概述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。模型讲解例.在与 x x 轴平行的匀强电场中，一带电量为1.0X：10C、质量为2.5d0kg的物 体在光滑水平面上沿着 x x 轴做直线运动，其位移与时间的关系是x = 0.16t _0.02t2，式中 x x 以米为单位，t t 的单位为秒。从开始运动到 5s5s 末物体所经过的路程为 _ m,m,克服电场力所做的功为_ J J。解析：由位移的关系式x =0.16t-0.02t2可知V0=0

2、.16m/s。12 a二-0.02，所以a二-0.04m/s，即物体沿 x x 轴方向做匀减速直线运动2设从开始运动到速度为零的时间为t,，则V0nat,V0一V0故t, = 4s,s,=vt,t,= 0.32ma2第 5s5s 内物体开始反向以a2= 0.04m/s2的加速度做匀加速直线运动2s2a2t2= 0.02m2因此开始 5s5s 内的路程为q - s2= 0.34m, 5s5s 末的速度V2= a2t2= 0.04m/ s克服电场力做功,2,2_5Wmv0mv23.0 W J2 2点评：解答本题的关键是从位移与时间的关系式中找出物体的初速度和加速度，分析出物体运动 4s4s 速度减

3、为零并反向运动，弄清位移与路程的联系和区别。模型要点力和运动的关系一一牛顿第二定律根据带电粒子受到的力，用牛顿第二定律找出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等物理量。这条思路通常适用于受恒力作用下的匀变速曲线运动。功和能的关系-动能定理根据力对带电粒子所做的功W W 及动能定理，从带电粒子运动的全过程中能的转化角度，研究带电粒子的速度变化、经历的位移等，这条思路通常适用于非均匀或均匀变化的磁场， 特别适用于非均匀变化的磁场。在讨论带电粒子的加速偏转时，对于基本粒子，如电子、质子、中子等，没有特殊说明，其重力一般不计；带电粒子如液滴、尘埃、颗粒等没有特殊说明，其重力一般不能忽略。误区

4、点拨一般情况下带电粒子所受的电场力远大于重力，所以可以认为只有电场力做功。由动能定理W =qUEk，此式与电场是否匀强无关，与带电粒子的运动性质、轨迹形状也无关。模型演练如图 1 1 所示，AB B 两块金属板水平放置，相距d =0.6cm，两板间加有一周期性变化 的电压，当 B B 板接地时，A A 板电势; ;：A A随时间 t t 变化的情况如图 2 2 所示。在两板间的电场中， 将一带负电的粒子从 B B 板中央处由静止释放， 若该带电粒子受到的电场力为重力的两倍，要使该粒子能够达到 A A 板，交变电压的周期至少为多大。（g g 取10m/s2）速度:=T时间内，粒子向下加速运动，下降的高度:32gT22 2上述计算说明，在一个周期内上升 匹，再回落 也，且具有向下的速度。6 6如果周期小，粒子不能到达A A 板。设周期为 T T,上升的高度h h2= 0.006m则:解析：设电场力为ai(2mg - mg)前半周期上升高度:Tti丄F F,贝V F -mg二ma1，得=ghi=如)2k2 2，后半周期先减速上升，后加速下降，其加8F mg二ma2得a?沁=3g减速时间为ti则2此段时间内上升高度：-3gti,h2 3ggT224则上升