2021版高考物理一轮复习课时规范练25带电粒子在电场中的综合问题含解析
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这些题目涉及的是高中物理中的电场相关知识,主要考察带电粒子在电场中的运动规律。以下是根据题目内容解析的相关知识点: 1. **带电粒子在电场中的运动**: - **电场力与运动轨迹**:粒子受到电场力的作用,其运动轨迹可能直线、抛物线或圆周,这取决于电场的均匀性以及粒子的初速度方向。 - **粒子在交变电场中的运动**:考虑电场随时间变化的影响,粒子的运动路径和时间可能与静止电场不同,需要分析粒子在每个时刻受到的力。 - **偏转位移的计算**:粒子在电场中的偏转位移可以通过洛伦兹力公式和运动学公式计算,包括时间、速度、加速度等因素。 2. **电势能与动能的转换**: - **能量转化**:带电粒子在电场中运动时,电势能可以转化为动能,反之亦然,根据动能定理和电势能的变化可以判断粒子速度和位移的变化。 - **电势能减少量与动能增加量**:粒子从高电势移动到低电势,电势能减少,动能增加,减少量等于增加量,与粒子的初速度和电荷量有关。 3. **带电粒子在非均匀电场中的运动**: - **电场强度的计算**:通过粒子的运动状态和受力情况可以反推电场强度,例如利用牛顿第二定律和电场力公式。 - **电场变化对轨迹的影响**:改变电场强度、极性或板间距会影响粒子的偏转角度和飞行时间。 4. **力电综合问题**: - **力的平衡与动态分析**:粒子在斜面上的运动要考虑重力、电场力和摩擦力的平衡,改变电场方向会影响粒子的运动状态。 - **时间的计算**:根据粒子的初速度、加速度和位移,可以计算粒子从静止到特定位置所需的时间。 5. **交流电场中的粒子运动**: - **粒子在周期性电场中的运动**:当电场为交流时,粒子的运动周期可能与电场的周期同步,分析粒子能否到达荧光屏需要考虑电场变化的时间关系。 - **粒子打点的区间长度**:粒子在偏转电场中受到周期性变化的力,打到荧光屏的区间长度取决于电场变化的规律和粒子的初速度。 6. **电场中的圆周运动**: - **库仑力与向心力**:粒子在半圆形轨道上的运动,电场力提供向心力,保证粒子做圆周运动。 - **能量转化与时间计算**:粒子从静止释放,通过动能定理和运动学公式可以求解运动时间。 7. **摩擦力与电场的组合问题**: - **摩擦力与电场力的合成**:摩擦力和电场力共同决定粒子在水平轨道上的运动,考虑它们的矢量合成对运动轨迹的影响。 - **压力计算**:粒子在最高点对轨道的压力可以通过牛顿第三定律和运动学关系求解。 8. **电场中的相对运动**: - **粒子在电场中的直线运动**:电场方向与粒子初速度平行,粒子将沿直线运动,动能变化与电场力做功有关。 - **粒子动能的比较**:根据动能定理,可以计算粒子离开电场时的动能及其比例关系,以确定它们在电场中的位移。 以上知识点涵盖了高中物理中带电粒子在电场中的基本理论和应用,是解决这类问题的关键。学生在复习时,需理解并掌握电场力的作用、能量转化、粒子在电场中的运动规律以及电场对运动轨迹的影响。
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