（全國通用）高考物理一輪題復習 第七章 電場 微專題50 帶電粒子在交變電場中的運動.doc

帶電粒子在交變電場中的運動1考點及要求：(1)帶電粒子在勻強電場中的運動()；(2)勻強電場中電勢差與電場強度的關(guān)系().2.方法與技巧：(1)由ued，fqema可知，可把ut圖象轉(zhuǎn)化為at圖象分析粒子的運動；(2)可分析清楚粒子一個周期內(nèi)的運動特點1(多選)如圖1甲所示，兩平行金屬板mn、pq的板長和板間距離相等，板間存在如圖乙所示的隨時間周期性變化的電場，電場方向與兩板垂直，不計重力的帶電粒子沿板間中線垂直電場方向源源不斷地射入電場，粒子射入電場時的初動能均為ek0.已知t0時刻射入電場的粒子剛好沿上板右邊緣垂直電場方向射出電場則()圖1a所有粒子都不會打到兩極板上b所有粒子最終都垂直電場方向射出電場c運動過程中所有粒子的最大動能不可能超過2ek0d只有tn(n0,1,2，)時刻射入電場的粒子才能垂直電場方向射出電場2(多選)如圖2甲所示，平行金屬板中央有一個靜止的電子(不計重力)，兩板間距離足夠大當兩板間加上如圖乙所示的交變電壓后，在圖中，反映電子速度v、位移x和加速度a三個物理量隨時間t的變化規(guī)律可能正確的是()圖23如圖3所示，a、b兩導體板平行放置，在t0時將電子從a板附近由靜止釋放(電子的重力忽略不計)分別在a、b兩板間加四種電壓，它們的uabt圖線如下列選項所示其中可能使電子到不了b板的是()圖34如圖4甲所示，空間存在水平方向的大小不變、方向周期性變化的電場，其變化規(guī)律如圖乙所示(取水平向右為正方向)一個質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子(重力不計)，開始處于圖中的a點在t0時刻將該粒子由靜止釋放，經(jīng)過時間t0，剛好運動到b點，且瞬時速度為零已知電場強度大小為e0.試求：圖4(1)電場變化的周期t應(yīng)滿足的條件；(2)a、b之間的距離；(3)若在t時刻釋放該粒子，則經(jīng)過時間t0粒子的位移為多大？答案解析1abc帶電粒子在垂直于電場方向上做勻速直線運動，在沿電場方向上，做加速度大小不變、方向周期性變化的變速直線運動由t0時刻進入電場的粒子運動情況可知，粒子在平行板間運動時間為交變電流周期的整數(shù)倍在0時間內(nèi)帶電粒子運動的加速度a，由勻變速直線運動規(guī)律得vyatt，同理可分析t時間內(nèi)的運動情況，所以帶電粒子在沿電場方向的速度v與et圖線所圍面積成正比(時間軸下方的面積取負值)而經(jīng)過整數(shù)個周期，e0t圖象與坐標軸所圍面積始終為零，故帶電粒子離開電場時沿電場方向的速度總為零，b正確，d錯誤；帶電粒子在t0時刻射入時，側(cè)向位移最大，故其他粒子均不可能打到極板上，a正確；當粒子在t0時刻射入且經(jīng)過t離開電場時，粒子在t時達到最大速度，此時兩分位移之比為12，即v0t2at2，可得vyv0，故粒子的最大速度為vv0，因此最大動能為初動能的2倍，c正確2ad在平行金屬板之間加上如題圖乙所示的交變電壓時，因為電子在平行金屬板間所受的電場力f，所以電子所受的電場力大小不變由牛頓第二定律fma可知，電子在第一個內(nèi)向b板做勻加速直線運動；在第二個內(nèi)向b板做勻減速直線運動，在第三個內(nèi)反向做勻加速直線運動，在第四個內(nèi)向a板做勻減速直線運動，所以at圖象如選項圖d所示，vt圖象如選項圖a所示；又因勻變速直線運動位移xv0tat2，所以xt圖象應(yīng)是曲線故選項a、d正確，b、c錯誤3b加a圖電壓，電子從a板開始向b板做勻加速直線運動；加b圖電壓，電子開始向b板做勻加速直線運動，再做加速度大小相同的勻減速直線運動，速度減為零后做反向勻加速直線運動及勻減速直線運動，由對稱性可知，電子將做周期性往復運動，所以電子有可能到不了b板；加c圖電壓，電子先勻加速，再勻減速到靜止，完成一個周期，所以電子一直向b板運動，即電子一定能到達b板；加d圖電壓，電子的運動與c圖情形相同，只是加速度變化，所以電子也一直向b板運動，即電子一定能到達b板，綜上所述可知選項b正確4(1)t(n為正整數(shù))(2)(3)解析(1)根據(jù)粒子的初狀態(tài)和受力特點可知，粒子運動的vt圖象如圖所示可見，當t0nt時，粒子的速度剛好為零，故有t(n