1、目标定位 1.加深对电场中带电粒子的加速和偏转的理解和应用.2.巩固用能量的观点解决电场力做功的问题.3.掌握电场中带电粒子的圆周运动问题的分析方法.,一、带电粒子在电场中的直线运动,【例1】如图1所示，水平放置的A、B两平行板相距h，上极板A带正电，现有质量为m、电荷量为q的小球在B板下方距离B板为H处，以初速度v0竖直向上从B板小孔进入板间电场.,(1)带电小球做何种运动？ (2)欲使小球刚好打到A板，A、B间电势差为多少？,图1,答案 见解析,(1)带电小球、带电油滴、带电颗粒等一些带电体的重力较大，在分析其运动情况时不能忽略其重力的作用. (2)带电粒子在电场中做加速或减速直线运动时，
2、若是匀强电场，可用动能定理或牛顿第二定律结合运动学公式两种方法分析求解；若是非匀强电场，只能用动能定理分析求解.,【例2】长为L的平行金属板竖直放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电荷量为q、质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴左极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从右极板边缘射出，射出时速度恰与右极板成30角，如图2所示，不计粒子重力，求：,(1)粒子末速度的大小； (2)匀强电场的场强； (3)两板间的距离.,二、带电粒子在电场中的类平抛运动,图2,三、带电粒子在交变电场中的运动,【例3】 在如图3甲所示平行板A、B的两极板上加上如图乙所示的交变电压，开始B板的电势比A板
3、高，这时两极板中间原来静止的电子在电场力作用下开始运动，设电子在运动中不与极板发生碰撞，则下述说法正确的是(不计电子重力)( ),甲 乙 图3,A.电子先向A板运动，然后向B板运动，再返回A板做周期性往复运动 B.电子一直向A板运动 C.电子一直向B板运动 D.电子先向B板运动，然后向A板运动，再返回B板做周期性往复运动,解析 由运动学和动力学规律画出如图所示的vt图象可知，电子一直向B板运动，C正确.,答案 C,(1)当空间存在交变电场时，粒子所受电场力方向将随着电场方向的改变而改变，粒子的运动性质也具有周期性. (2)研究带电粒子在交变电场中的运动需要分段研究，并辅以vt图象(特别注意带电
4、粒子进入交变电场时的时刻及交变电场的周期).,四、带电粒子在电场中的圆周运动,电学知识与圆周运动结合的综合问题是近几年高考热点.解决这类问题的基本方法和力学中的情形相同，但处理时要充分考虑到电场力的特点，明确向心力的来源，灵活应用等效法、叠加法等分析解决问题.,【例4】 如图4所示，一绝缘细圆环半径为r，其环面固定在水平面上，电场强度为E的匀强电场与圆环平面平行，环上穿有一电荷量为q、质量为m的小球，可沿圆环做无摩擦的圆周运动，若小球经A点时速度vA的方向恰与电场线垂直，且圆环与小球间沿水平方向无作用力，则速度vA_.当小球运动到与A点对称的B点时，小球对圆环在水平方向的作用力FB_.,图4,
5、1.(带电粒子在电场中的直线运动)(多选)如图5所示，在等势面沿竖直方向的匀强电场中，一带负电的微粒以一定初速度射入电场，并沿直线AB运动，由此可知( ),A.电场中A点的电势低于B点的电势 B.微粒在A点时的动能大于在B点时的动能 C.微粒在A点时的电势能大于在B点时的电势能 D.微粒在A点时机械能大于在B点时的机械能,图5,答案 BD 解析 带负电微粒受重力、电场力，合外力与运动方向在同一条直线上，可知所受电场力方向水平向左，场强方向水平向右，沿电场线电势降低，所以A点的电势高于B点的电势，故A错误；由A到B，微粒做减速运动，所以动能减小，电场力做负功，电势能增加，即微粒在A点的动能大于在
6、B点时的动能，在A点时的电势能小于在B点时的电势能，故B正确，C错误；微粒从A向B运动，除重力外电场力做负功，机械能减小，选项D正确.,2.(带电粒子在电场中的类平抛运动)如图6所示，阴极A受热后向右侧空间发射电子，电子质量为m，电荷量为e，电子的初速率为v，且各个方向都有.与A极相距l的地方有荧光屏B，电子击中荧光屏时便会发光.若在A和B之间的空间里加一个水平向左、与荧光屏面垂直的匀强电场，电场强度为E，求B上受电子轰击后的发光面积.,图6,解析 阴极A受热后发射电子，这些电子沿各个方向射向右边匀强电场区域，取两个极端情况如图所示.,沿极板竖直向上且速率为v的电子，受到向右的电场力作用做类平
7、抛运动打到荧光屏上的P点. 竖直方向上yvt，,3.(带电粒子在交变电场中的运动)(多选)如图7甲所示，电子静止在两平行金属板A、B间的a点，t0时刻开始A板电势按如图乙所示规律变化，则下列说法正确的是( ),图7,A.电子可能在极板间做往复运动 B.t1时刻电子的动能最大 C.电子能从小孔P飞出，且飞出时的动能不大于eU0 D.电子不可能在t2t3时间内飞出电场 答案 BC,解析 t0时刻B板电势比A板高，电子在t1时间内向B板加速，t1加速结束；在t1t2时间内电子减速，由于对称，在t2时刻速度恰好为零，接下来，电子重复上述运动，所以电子一直向B板运动，直到从小孔P穿出，A错误；无论电子在什么时刻穿出P孔，t1时刻电子都具有最大动能，B正确；电子穿出小孔P的时刻不确定，但穿出时的动能不大于eU0，C正确，D错误.,4.(带电粒子在电场中的圆周运动)如图8所示，半径为R的环形塑料管竖直放置，AB为该环的水平直径，且管的内径远小于环的半径，环的AB及以下部分处于水平向左的匀强电场中，管的内壁光滑.现将一质量为m、带电荷量为q的小球从管中A点由静止释放，已知qEmg.球半径略小于管的内径.求：,(1)小球释放后，第一次经过最低点D时的速度和对管壁的压力； (2)小球释放后，第一次经过最高点C时管壁对小球的作用力.,图8,
