文档内容
知识点 70:带电体在电场的偏转运动
【知识思维方法技巧】
带电体(重力要考虑)在匀强电场中偏转运动的处理方法:
一般用分解的思想来处理,即将带电体的运动分解为沿电场力方向上的匀加速直线运动和
垂直电场力方向上的匀速直线运动,根据运动的合成与分解的知识解决有关问题.
考点一:带电体在匀强电场中的类平抛运动
题型一:带电体在匀强电场中的类平抛运动
【典例1基础题】(多选)如图所示,在竖直向上的匀强电场中,有两个质量相等、带异
种电荷的小球A、B(均可视为质点)处在同一水平面上.现将两球以相同的水平速度 v 向右
0
抛出,最后落到水平地面上,运动轨迹如图 1所示,两球之间的静电力和空气阻力均不考
虑,则( )
A.A球带正电,B球带负电
B.A球比B球先落地
C.在下落过程中,A球的电势能减少,B球的电势能增加
D.两球从抛出到各自落地的过程中,A球的动能变化量比B球的小
【典例1基础题对应练习】如图所示,在竖直向上的匀强电场中,A球位于B球的正上方,
质量相等的两个小球以相同初速度水平抛出,它们最后落在水平面上同一点,其中只有一
个小球带电,不计空气阻力,下列判断正确的是( )
A. 如果A球带电,则A球一定带负电
B. 如果A球带电,则A球的电势能一定增加
C. 如果B球带电,则B球一定带负电
D. 如果B球带电,则B球的电势能一定增加
题型二:带电体在平行板电容器中的类平抛运动
【典例2基础题】如图所示,平行金属板A、B水平正对放置,分别带等量异号电荷.一
带电微粒水平射入板间,在重力和电场力共同作用下运动,轨迹如图中虚线所示,那么(
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A.若微粒带正电荷,则A板一定带正电荷
B.微粒从M点运动到N点电势能一定增加
C.微粒从M点运动到N点动能一定增加
D.微粒从M点运动到N点机械能一定增加
考点二:带电体在匀强电场中的类斜抛运动问题
【知识思维方法技巧】
带电体在电场类斜抛运动的处理技巧:
将带电体的运动沿电场力方向上分解和沿重力方向上分解,再根据运动的合成与分解的知
识解决有关问题。
题型一:带电体在水平匀强电场中运动模型
【典例1基础题】(多选)如图,水平向右的匀强电场中,一带电粒子从A点以竖直向上
的初速度开始运动,经最高点B后回到与A在同一水平线上的C点,粒子从A到B过程中
克服重力做功2 J,电场力做功3 J,则( )
A.粒子在B点的动能比在A点多1 J
B.粒子在C点的电势能比在B点少3 J
C.粒子在C点的机械能比在A点多12 J
D.粒子在C点的动能为6 J
【典例1基础题对应练习】如图所示,在水平向右的匀强电场中,质量为m的带电小球,
以初速度v从M点竖直向上运动,通过N点时,速度大小为2v,方向与电场方向相反,
则小球从M运动到N的过程( )
A.动能增加mv2 B.机械能增加2mv2
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学科网(北京)股份有限公司C.重力势能增加mv2 D.电势能增加2mv2
题型二:带电体在竖直匀强电场中运动模型
【典例2基础题】一带电油滴在匀强电场E中的运动轨迹如图中虚线所示,电场方向竖直
向下.若不计空气阻力,则此带电油滴从a运动到b的过程中,能量变化情况为( )
A.动能减小
B.电势能增加
C.动能和电势能之和减小
D.重力势能和电势能之和增加
题型三:带电体在斜向匀强电场中运动模型
【典例3基础题】(多选)如图所示,在竖直平面内xOy坐标系中分布着与水平方向成45°角
的匀强电场,将一质量为m、带电荷量为q的小球,以某一初速度从O点竖直向上抛出,
它的轨迹恰好满足抛物线方程y=kx2,且小球通过点P。已知重力加速度为g,则( )
A.电场强度的大小为
B.小球初速度的大小为
C.小球通过点P时的动能为
D.小球从O点运动到P点的过程中,电势能减少
考点三:带电体在匀强电场中的加速+偏转(斜抛)运动
题型一:带电体重力场+组合场运动模型
【典例1基础题】(多选)在空间中水平面MN的下方存在竖直向下的匀强电场,质量为m
的带电小球由MN上方的A点以一定的初速度水平抛出,从B点进入电场,到达C点时速
度方向恰好水平,A、B、C三点在同一直线上,且AB=2BC,如图所示.由此可见( )
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学科网(北京)股份有限公司A.电场力为3mg
B.小球带正电
C.小球从A到B与从B到C的运动时间相等
D.小球从A到B与从B到C的速度变化量的大小相等
题型二:带电体组合场+重力场运动模型
【典例2基础题】如图所示,两平行金属板间有一匀强电场,板长为L,板间距离为d,在
距板右端L处有一竖直放置的光屏M.一电荷量为q、质量为m的质点从两板中央射入板间,
最后垂直打在M屏上,则下列结论正确的是( )
A.板间的电场强度大小为mg/q
B.板间的电场强度大小为2mg/q
C.质点在板间运动时动能的增加量等于电场力做的功
D.质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间
【典例2基础题对应练习】如图所示,两平行金属板间有一匀强电场,板长为L,板间距
离为d,在板右端L处有一竖直放置的光屏M,一带电荷量为q,质量为m的质点从两板
中央射入板间,最后垂直在M屏上,则下列结论正确的是( )
A.板间电场强度大小为
B.板间电场强度大小为
C.质点在板间的运动时间和它从板的右端运动到光屏的时间相等
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学科网(北京)股份有限公司D.质点在板间的运动时间大于它从板的右端运动到光屏的时间
考点四:带电体在交变电场中的直线及偏转运动
题型一:带电体在交变电场中的直线运动
【知识思维方法技巧】
(1)注重全面分析(分析受力特点和运动规律):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,求解粒子运动过程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的临
界条件。
(2)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运动学规律分析;二是
功能关系。
【典例1基础题】如图甲所示,足够大的绝缘水平面上静止放置有一质量m=200 g、带正
电且电荷q=2.0×10-6C的小滑块,从t=0时刻开始,空间加上一个如图乙所示的周期性
变化的电场(向右为电场强度E的正方向).已知小滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,
重力加速度g=10 m/s2,小滑块可视为质点,运动过程中电荷量保持不变,则下列说法正
确的是( )
A. 小滑块在0~2 s内加速度的大小为3 m/s2
B. 小滑块在2~4 s内加速度的大小为1 m/s2
C. 小滑块在14 s末的速度大小为6 m/s
D. 小滑块在前14 s内的位移大小为28 m
题型二:带电体在交变电场中的偏转运动
【知识思维方法技巧】
带电体在交变电场中运动的处理技巧:分段研究,化变为恒。
(1)带电体做偏转运动:一般根据交变电场特点分段研究,应用牛顿运动定律结合运动学
公式或者动能定理等求解。
(2)当带电体垂直于电场方向射入时,沿初速度方向的分运动为匀速直线运动,沿电场力
方向的分运动可能具有周期性。
(3)可以作出带电体在某一方向上的v-t图象,借助图象、结合轨迹,使运动过程更直
观。
【典例1基础题】如图甲所示,平行金属板A、B正对竖直放置,CD为两板中线上的两点。
A、B两极板间不加电压时,一带电小球从C点无初速释放,经时间T到达D点,此时速
度为v。在A、B两极板间加上如图乙所示的交变电压,t=0时带电小球仍从C点无初速
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学科网(北京)股份有限公司释放,小球运动过程中未接触极板,则t=T时,小球( )
A.在D点上方 B.恰好到达D点
C.速度大于v D.速度小于v
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