物理52课件
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微专题52 带电粒子在交变电场中的运动【核心方法点拨】(1)在交变电场中做直线运动时,一般是几段变速运动组合.可画出v-t图象,分析速度、位移变化.(2)在交变电场中的偏转若是几段类平抛运动的组合,可分解后画出沿电场方向分运动的v -t图象,分析速度变化,或是分析偏转位移与偏转电压的关系式.【经典例题选讲】类型一:带电粒子在交变电场中直线运动【例题1】如图(a)所示,两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压,一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处.若在t0时刻释放该粒子,粒子会时而向A 板运动,时而向B板运动,并最终打在A板上.则t0可能属于的时间段是图(a)图(b)A.0<t0<B.<t0<C.<t0<TD.T<t0<解析:设粒子的速度方向、位移方向向右为正.依题意知,粒子的速度方向时而为正,时而为负,最终打在A板上时位移为负,速度方向为负.分别作出t0=0、、、时粒子运动的v-t图象,如图所示.由于速度图线与时间轴所围面积表示粒子通过的位移,则由图象知,0<t0<与<t0<T时粒子在一个周期内的总位移大于零,<t0<时粒子在一个周期内的总位移小于零;t0>T时情况类似.因粒子最终打在A板上,则要求粒子在每个周期内的总位移应小于零,对照各选项可知B正确.答案 B【变式1】(2017·辽宁省实验中学等五校联考)一匀强电场的电场强度E随时间t变化的图象如图所示,在该匀强电场中,有一个带电粒子在t=0时刻由静止释放,若带电粒子只受电场力作用,则下列说法中正确的是 ( D )A .带电粒子只向一个方向运动B .0~2s 内,电场力所做的功等于零C .4s 末带电粒子回到原出发点D .2.5~4s 内,速度的改变量等于零[解析] 由牛顿第二定律可知,带电粒子在第1s 内的加速度a 1=E 0q m ,为第2s 内加速度a 2=2E 0q m 的12,因此粒子先加速1s 再减速0.5s 至速度减为零,接下来的0.5s 粒子将反向加速,v -t 图象如图所示,可知A 错误;0~2s 内,带电粒子的初速度为零,但末速度不为零,由动能定理可知,电场力所做的功不为零,B 错误;v -t 图象中图线与横坐标所围图形的面积表示物体的位移,由对称性可看出,前4s 内粒子的位移不为零,所以带电粒子不会回到原出发点,C 错误;由图象可知,2.5s 和4s 两个时刻粒子的速度大小相等,方向相同,所以2.5~4s 内,速度的改变量等于零,D 正确。