高考物理二轮专题复习 第1部分 专题知识攻略 137 电场及带电粒子在电场中的运动课件 新人教版
高中物理压轴题05 带电粒子在电场中运动(解析版)
压轴题05带电粒子在电场中的运动
1.本专题是电场的典型题型，包括应用静电力的知识解决实际问题。高考中既可以在选择题中命题，更会在计算
题中命题。2024年高考对于电场的考查仍然是热点。
2.通过本专题的复习，不仅利于完善学生的知识体系，也有利于培养学生的物理核心素养。
3.用到的相关知识有:电场力的性质、电场力能性质、带电粒子在电场中的平衡、加速、偏转等。近几年的高考
命题中一直都是以压轴题的形式存在，重点考查类型静电场的性质，电容器的动态分析，电场中的图像问题，带
电粒子在电场中的运动问题，力电综合问题等。
考向一：静电场力的性质
1．库仑定律
(1)内容：真空中两个静止点电荷之间的相互作用力，与它们的电荷量的乘积成正比，与它们的距离的二次方成
反比，作用力的方向在它们的连线上．
(2)表达式：F
＝kq
1q2
r2，式中k
＝9.0×109
N·m2
/C2
，叫做静电力常量．
(3)适用条件：真空中的点电荷．
①在空气中，两个点电荷的作用力近似等于真空中的情况，可以直接应用公式；
②当两个带电体的间距远大于本身的大小时，可以把带电体看成点电荷．
(4)库仑力的方向：由相互作用的两个带电体决定，且同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．
(5)应用库仑定律的四条提醒
a.在用库仑定律公式进行计算时，无论是正电荷还是负电荷，均代入电量的绝对值计算库仑力的大小．
b.两个点电荷间相互作用的库仑力满足牛顿第三定律，大小相等、方向相反．
c.库仑力存在极大值，由公式F
＝kq
1q2
r2可以看出，在两带电体的间距及电量之和一定的条件下，当q
1＝q
2时，F
最大．
d.对于两个带电金属球，要考虑金属球表面电荷的重新分布．
2．电场强度的三个公式的比较
2电场强度――――→点电荷电场
E
＝k
Q
r2―――→任何电场
E
＝F
q―――→匀强电场
E
＝U
d――
→叠加
平行四边
形定则
3．电场强度的计算与叠加
在一般情况下可由上述三个公式计算电场强度，但在求解带电圆环、带电平面等一些特殊带电体产生的电场
带电粒子在交变电场中的运动解题技巧
带电粒子在交变电场中的运动解题技巧
篇一：
哎呀呀，同学们，说到带电粒子在交变电场中的运动，这可真是个让人头疼又好奇的问题呢！
就像我们在操场上跑步，一会儿快跑，一会儿慢跑，带电粒子在交变电场里也是这样，一会儿加速，一会儿减速。
想象一下，带电粒子就像个调皮的小孩子，交变电场就是那变化多端的游戏规则。有时候电场力推着它往前跑，跑得可快啦；有时候又像是被拉住了，速度慢下来。那我们怎么才能搞清楚它到底是怎么运动的呢？
首先呀，我们得搞清楚交变电场的变化规律，这就好比知道游戏规则什么时候变。比如说，电场强度是怎么随着时间变化的，周期是多长。
然后呢，我们得分析带电粒子受到的电场力。这力可不简单，它一会儿大一会儿小，就像一阵一阵的风，吹着小船摇摇晃晃。
老师给我们讲的时候说：“同学们，你们看，如果电场力的方向和粒子的运动方向相同，那粒子不就加速了吗？”我们都点点头。
有一次，我和同桌一起讨论这个问题，我问他：“要是电场力一会儿推着粒子跑，一会儿又拉着它，那可怎么办？”同桌挠挠头说：“那我们就得一段一段地分析呀！”
我们还一起做了好多练习题。有一道题可难啦，我怎么都想不明白，急得我直跺脚。这时候，旁边的学霸看到了，笑着说：“别着急，你看这里，先根据电场的变化算出电场力，再分析加速度。”听了他的话，我恍然大悟，原来如此！
其实啊，解决这类问题就像是走迷宫，每一步都要小心谨慎，仔细分析。只要我们认真思考，多做练习，就一定能找到出口。
所以呀，同学们，带电粒子在交变电场中的运动虽然复杂，但只要我们掌握了方法，有耐心，有信心，就一定能把它拿下！
篇二：
哎呀呀，同学们，你们知道带电粒子在交变电场中的运动有多神奇吗？这可真是个让人头疼但又超级有趣的知识！
就像我们在操场上跑步，有时候跑快，有时候跑慢，带电粒子在交变电场中也是这样，一会儿加速，一会儿减速。那怎么才能搞清楚它们的运动规律呢？
咱们先来说说最基本的，得弄清楚电场的变化规律呀！这就好比我们要知道跑步比赛的规则，是每跑一圈加速，还是隔一段时间加速。如果连电场怎么变都不清楚，那不就像蒙着眼睛跑步，肯定要摔跟头的啦！
高考物理考点一遍过专题带电粒子在静电场中的运动
- 1 - 专题34 带电粒子在静电场中的运动
一、电场及电场强度
1．电场的概念
（1）19世纪30年代，法拉第提出一种观点，认为电荷间的作用不是超距的，而是通过场来传递。
（2）电场：存在于电荷周围，传递电荷之间相互作用的特殊媒介物质。电荷间的作用总是通过电场进行的。虽然看不见摸不着也无法称量，但电场是客观存在的，只要电荷存在它周围就存在电场。
（3）静电场：静止的电荷周围存在的电场称为静电场（运动的电荷或变化的磁场产生的电场称为涡旋电场）。
（4）电场的基本性质：对放入其中的电荷（不管是运动的还是静止的）有力的作用。电场具有能量和动量。
（5）电场力：电场对于处于其中的电荷的作用力称为电场力。
2．电场强度、电场力的性质
（1）电场强度：放入电场中某一点的电荷受到的电场力F跟它的电荷量q的比值叫做该点的电场强度，简称场强。
（2）大小：FEq（定义式，适用于一切电场）。
（3）方向：规定正电荷受电场力的方向为该点的场强方向，负电荷受电场力的方向与该点的场强方向相反。
（4）单位：N/C或V/m。
（5）物理意义：描述该处电场的强弱和方向，是描述电场力的性质的物理量，场强是矢量。
3．三种电场的电场强度
2FEqkQErQUEdUd适用于任何电场与检验电荷是否存在无关适用于点电荷产生的电场为场源电荷的电荷量适用于匀强电场为两点间的电势差,为沿电场方向两点间的距离
4．电场线
（1）电场线：为了直观形象地描述电场中各点的强弱及方向，在电场中画出一系列曲线，曲线上各 - 2 - 点的切线方向表示该点的场强方向，曲线的疏密表示电场的强弱。
（2）电场线特点：
①电场线是人们为了研究电场而假想出来的，实际电场中并不存在。
②静电场的电场线总是从正电荷（或无穷远）出发，到负电荷（或无穷远）终止，不是闭合曲线。（这一点要与涡旋电场的电场线以及磁感线区别）。
带电粒子在电场中的运动知识点
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马鸣风萧萧
高中物理学习材料
（马鸣风萧萧**整理制作）
六、带电粒子在电场中的运动
带电粒子在电场中的运动主要考查的内容
主标题：带电粒子在电场中的运动
副标题：剖析考点规律，明确高考考查重点，为学生备考提供简洁有效的备考策略。
关键词：带电粒子、电场
难度：3
重要程度：5
内容：
考点剖析：
带电粒子在电场中的运动是高考的热点，几乎每年都有此类题目出现。这类问题也是高考的难点，解题时一般用数学知识分析、计算，这是多数学生感到困难的地方。很多试题与磁场的有关知识相结合出题，考查带电粒子在电场和磁场的复合场中的运动情况。`
带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学知识，分析方法和力学的分析方法基本相同：先分析受力情况，再根据初始状态分析粒子的运动性质（平衡、加速或减速，是直线还是曲线，是类平抛运动还是圆周运动，或是简谐振动等），然后选用恰当的规律解题。
解题步骤如下：
1.确定研究对象(某个带电体)；
2.分析带电体所受的外力；
3.根据题意分析物理过程，应注意讨论各种情况，分析题中的隐含条件，这是解题的关键；
4.根据物理过程、已知条件和所求的物理量，选择恰当的力学规律求解；
5.对所得结果进行讨论。
在对带电粒子进行受力分析时，要注意两点：
1.要掌握电场力的特点，如电场力的大小和方向不仅跟场强的大小和方向有关，还与带电粒子的电量和电性有关；在匀强电场中，同一带电粒子所受的电场力处处是恒力；在非匀强电场中，同一带电粒子在不同位置所受的电场力不同。
2.是否考虑重力要依据具体情况而定：
（1）基本粒子：如电子、质子、氘核、氚核、α粒子、离子等，一般都不考虑重力（但并不忽略质量）。
（2）带电微粒：如液滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不》》》》》》》》》积一时之跬步 臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《
带电粒子在电场中的运动知识点 2
带电粒子在电场中的运动知识点
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN （一）带电粒子的加速
1.运动状态分析
带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做加速（或减速）直线运动。
2.用功能观点分析
粒子动能的变化量等于电场力做的功。
（1）若粒子的初速度为零，则qU=mv2/2, V=2qUm
（2）若粒子的初速度不为零，则qU=mv2/2- mv02/2, V=202qUVm
（二）带电粒子的偏转（限于匀强电场）
1.运动状态分析：带电粒子以速度V0垂直电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成900角的电场力作用而做匀变速曲线运动。
2.偏转问题的分析处理方法：类似平抛运动的分析处理，应用运动的合成和分解知识分析处理。
（1）垂直电场方向的分运动为匀速直线运动：t=L/V0；vx=v0 ；x=v0t
（2）平行于电场方向是初速为零的匀加速运动：vy=at ,y=12 at2
经时间t的偏转位移：y=qU2md （xV0 ）2；
粒子在t时刻的速度：Vt=V02+Vy2 ；
时间相等是两个分运动联系桥梁；
偏转角：tgφ=VyV0 =qUxmdv02
（三）先加速后偏转
若带电粒子先经加速电场（电压U加）加速，又进入偏转电场（电压U偏），射出偏转电场时的侧移22222012244qULqULULyatdmVdqUdU偏偏偏加加
偏转角：tgφ=VyV0 =U偏L2U加d
带电粒子的侧移量和偏转角都与质量m、带电量q无关。
(四)示波管原理
1．构造及功能
如图8-5所示
图8-2
（１）电子枪：发射并加速电子．
（２）偏转电极ＹＹ＇：使电子束竖直偏转（加信号电压）
偏转电极ＸＸ＇：使电子束水平偏转（加扫描电压）
（3）荧光屏．
2．原理：○1ＹＹ＇作用：被电子枪加速的电子在ＹＹ＇电场中做匀变速曲线运动，出电场后做匀速直线运动打到荧光屏上，由几何知识'22LlyLy，可以导出偏移20'()tan()22LqlLyllUmVd。
2020年高三物理二轮复习强基础专题六：电场及带电粒子在电场中的运动(含答案解析)
强基础专题六：电场及带电粒子在电场中的运动
一、单选题
1.如图所示为竖直平面内的直角坐标系。一个质量为m的带电小球处在区域足够大的匀强电场中，匀强电场的方向在直角坐标系xoy平面内。带电小球在电场力F和重力的作用下，从坐标原点O由静止开始沿直线OA斜向下做直线运动，且直线OA与y轴负方向成角（<90°）。不计空气阻力，重力加速度为g。则小球在运 动过程中，下列说法错误的是（ ）
A．带电小球所受的合力一定做正功
B．带电小球的机械能一定增大
C．当F =mgtan时，带电小球的机械能可能减小，也可能增大
D．当F=mgsin时，带电小球的电势能一定不变
2.在竖直平面内有水平向右，场强为E的匀强电场，在匀强电场中有一根长为L的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为m的带电小球，它静止时位于A点，此时细线与竖直方向成37°角，如图1所示．现对在A点的该小球施加一沿与细线垂直方向的瞬时冲量，小球能绕O点在竖直平面内做完整的圆周运动．下列对小球运动的分析，正确的是(不考虑空气阻力，细线不会缠绕在O点上)(
)
A．小球运动到C点时动能最小
B．小球运动到C点时绳子拉力最小 C．小球运动到Q点时动能最大
D．小球运动到B点时机械能最大
3. a，b是x轴上的两个点电荷，电荷量分别为Q1和Q2，沿x轴a，b之间各点对应的电势高低如图中曲线所示．从图中可看出以下说法中正确的是（ ）
A．a，P间和P，b间各点的电场方向都指向P点
B．a和b一定是同种电荷，但是不一定是正电荷
C．电势最低的P点的电场强度最大
D．把带负电的检验电荷沿x轴由a移到b的过程中，电场力对该电荷先做正功后做负功
4.空间某区域内存在着电场，电场线在竖直平面上的分布如图8所示．一个质量为m，电荷量为q的带电小球在该电场中运动，小球经过A点时的速度大小为v1，方向水平向右；运动至B点时的速度大小为v2，运动方向与水平方向之间的夹角为α，A，B两点间的高度差为h，水平距离为s，则以下判断正确的是 (
高考物理带电粒子在电场中的运动解题技巧(超强)及练习题(含答案)含解析
高考物理带电粒子在电场中的运动解题技巧(超强)及练习题(含答案)含解析
一、高考物理精讲专题带电粒子在电场中的运动
1．如图所示，在直角坐标系x0y平面的一、四个象限内各有一个边长为L的正方向区域，二三像限区域内各有一个高L，宽2L的匀强磁场，其中在第二象限内有垂直坐标平面向外的匀强磁场，第一、三、四象限内有垂直坐标平面向内的匀强磁场，各磁场的磁感应强度大小均相等，第一象限的x
(1)求电场强度大小E；
(2)为使粒子进入磁场后途经坐标原点0到达坐标(-L，0)点，求匀强磁场的磁感应强度大小B；
(3)求第(2)问中粒子从进入磁场到坐标(-L，0)点所用的时间．
【答案】（1）20mvEqL（2）04nmvBqLn=1、2、3......（3）02Ltv
【解析】
本题考查带电粒子在组合场中的运动，需画出粒子在磁场中的可能轨迹再结合物理公式求解．
(1)带电粒子在电场中做类平抛运动有： 0Lvt，2122Lat，qEma
联立解得： 20mvEqL
(2)粒子进入磁场时，速度方向与y 轴负方向夹角的正切值tanxyvv=l
速度大小002sinvvv
设x为每次偏转圆弧对应的弦长，根据运动的对称性，粒子能到达(一L，0 )点，应满足L=2nx，其中n=1、2、3......粒子轨迹如图甲所示，偏转圆弧对应的圆心角为2；当满足L=(2n+1)x时，粒子轨迹如图乙所示．
若轨迹如图甲设圆弧的半径为R，圆弧对应的圆心角为2.则有x=2R，此时满足L=2nx
联立可得：22LRn
由牛顿第二定律，洛伦兹力提供向心力，则有：2vqvBmR
得：04nmvBqL，n=1、2、3....
轨迹如图乙设圆弧的半径为R，圆弧对应的圆心角为2.则有222xR，此时满足221Lnx
联立可得：2212LRn
由牛顿第二定律，洛伦兹力提供向心力，则有：222vqvBmR
2022届高考物理二轮复习题：带电粒子在电场中运动
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2022届高考物理二轮复习题：带电粒子在电场中运动
一、单选题
1．（2分）飞船在进行星际飞行时，使用离子发动机作为动力。这种发动机工作时，由电极发射的电子射入稀有气体（如氙气），使气体离子化，电离后形成的离子由静止开始在电场中加速并由飞船尾部高速连续喷出，利用反冲使飞船本身得到加速。已知氙离子质量为m，带电量大小为e，加速电压为U，飞船单位时间内向后喷射出的氙离子的质量为k，从飞船尾部高速连续喷出氙离子的质量远小于飞船的质量，则飞船获得的反冲推力大小为（ ）
A．𝑘√2𝑒𝑈𝑚 B．1𝑘√2𝑒𝑈𝑚 C．𝑘√𝑒𝑈2𝑚 D．1𝑘√𝑒𝑈2𝑚
2．（2分）如图所示为一种质谱仪的工作原理示意图，此质谱仪由以下几部分构成：离子源、加速电场、静电分析器、磁分析器、收集器。加速电场的加速压为U，静电分析器通道中心线半径为R，通道内有均匀辐射电场，在中心线处的电场强度大小为E；磁分析器中分布着方向垂直于纸面，磁感应强度为B的匀强磁场，其左边界与静电分析器的右边界平行。由离子源发出一个质量为m、电荷量为q的离子（初速度为零，重力不计），经加速电场加速后进入静电分析器，沿中心线 𝑀𝑁 做匀速圆周运动，而后由P点进入磁分析器中，最终经过Q点进入收集器。下列说法不正确的是（ ）
A．磁分析器中匀强磁场方向垂直于纸面向外
B．磁分析器中圆心 𝑂2 到Q点的距离可能为 𝑑=1𝐵√2𝑚𝐸𝑅𝑞
C．不同离子经相同的加速压U加速后都可以沿通道中心线安全通过静电分析器
D．静电分析器通道中心线半径为 𝑅=2𝑈𝐸
3．（2分）如图所示，水平放置的两平行金属板间存在匀强电场，电场沿竖直方向。两个比荷不同、电性相同的带电粒子 𝑎 和 𝑏 ，先后从两平行金属板间的 𝑃 点以相同的水平速度射入。测得 𝑎 和
𝑏 与下极板的撞击点到 𝑃 点之间的水平距离之比为 1：2 。不计粒子重力，则 𝑎 和 𝑏 的比荷之比是（ ）
高中物理带电粒子在电场中的运动答题技巧及练习题(含答案)
高中物理带电粒子在电场中的运动答题技巧及练习题(含答案)
一、高考物理精讲专题带电粒子在电场中的运动
1．如图(a)所示，整个空间存在竖直向上的匀强电场（平行于纸面），在同一水平线上的两位置，以相同速率同时喷出质量均为m的油滴a和b，带电量为+q的a水平向右，不带电的b竖直向上．b上升高度为h时，到达最高点，此时a恰好与它相碰，瞬间结合成油滴p．忽略空气阻力，重力加速度为g．求
(1)油滴b竖直上升的时间及两油滴喷出位置的距离；
(2)匀强电场的场强及油滴a、b结合为p后瞬间的速度；
(3)若油滴p形成时恰位于某矩形区域边界，取此时为0t时刻，同时在该矩形区域加一个垂直于纸面的周期性变化的匀强磁场，磁场变化规律如图(b)所示，磁场变化周期为T0（垂直纸面向外为正），已知P始终在矩形区域内运动，求矩形区域的最小面积．（忽略磁场突变的影响）
【答案】（1）2hg；2h（2）2mgq；Pvgh 方向向右上，与水平方向夹角为45°（3）20min22ghTs
【解析】
【详解】
(1)设油滴的喷出速率为0v，则对油滴b做竖直上抛运动，有
2002vgh 解得02vgh
000vgt 解得02htg
对油滴a的水平运动，有
000xvt 解得02xh
(2)两油滴结合之前，油滴a做类平抛运动，设加速度为a，有
qEmgma，2012hat，解得ag，2mgEq
设油滴的喷出速率为0v，结合前瞬间油滴a速度大小为av，方向向右上与水平方向夹角，则
0acosvv，00tanvat，解得a2vgh，45 两油滴的结束过程动量守恒，有：12pmvmv，联立各式，解得：pvgh，方向向右上，与水平方向夹45角
(3)因2qEmg，油滴p在磁场中做匀速圆周运动，设半径为r，周期为T，则
由2082ppvmqvmqTr 得04Tghr，由2prTv 得02TT
高中物理高考物理带电粒子在电场中的运动解题技巧及经典题型及练习题(含答案)
高中物理高考物理带电粒子在电场中的运动解题技巧及经典题型及练习题(含答案)
一、高考物理精讲专题带电粒子在电场中的运动
1．如图，一带电荷量q=+0.05C、质量M=lkg的绝缘平板置于光滑的水平面上，板上靠右端放一可视为质点、质量m=lkg的不带电小物块，平板与物块间的动摩擦因数μ=0.75．距平板左端L=0.8m处有一固定弹性挡板，挡板与平板等高，平板撞上挡板后会原速率反弹。整个空间存在电场强度E=100N/C的水平向左的匀强电场。现将物块与平板一起由静止释放，已知重力加速度g=10m/s2，平板所带电荷量保持不变，整个过程中物块未离开平板。求：
（1）平板第二次与挡板即将碰撞时的速率；
（2）平板的最小长度；
（3）从释放平板到两者最终停止运动，挡板对平板的总冲量。
【答案】（1）平板第二次与挡板即将碰撞时的速率为1.0m/s;（2）平板的最小长度为0.53m;（3）从释放平板到两者最终停止运动，挡板对平板的总冲量为8.0N•s
【解析】
【详解】
（1）两者相对静止，在电场力作用下一起向左加速，
有a=qEm=2.5m/s2＜μg
故平板M与物块m一起匀加速，根据动能定理可得：qEL=12（M+m）v21
解得v=2.0m/s
平板反弹后，物块加速度大小a1=mgm=7.5m/s2，向左做匀减速运动
平板加速度大小a2=qEmgm=12.5m/s2，
平板向右做匀减速运动，设经历时间t1木板与木块达到共同速度v1′，向右为正方向。
-v1+a1t1=v1-a2t1
解得t1=0.2s，v1'=0.5m/s，方向向左。
此时平板左端距挡板的距离：x=v1t122112at=0.15m
此后两者一起向左匀加速，设第二次碰撞时速度为v，则由动能定理
12（M+m）v2212（M+m）21'v=qEx1
解得v2=1.0m/s
（2）最后平板、小物块静止（左端与挡板接触），此时小物块恰好滑到平板最左端，这时的平板长度最短。