2020年高考物理压轴题思维模型之十、带电粒子运动模型

思维导引：

力电综合试题是高考压轴题的常考试题。而带电粒子在电场中的运动问题往往把电场知识与运动学、牛顿定律、动能定理、功能关系等知识融合在一起，与生活实际、生产科技紧密联系。近年来对带电粒子在匀强电场中的偏转、先加速后偏转、在交变电场中加减速交替运动等类型涉及较多，题型为选择题与计算题为主。

一、带电粒子在静电场中的直线运动：

1. 明确带电粒子除电场力外是否考虑重力。带电粒子(如质子、电子、离、带电粒子等）在没有明确指出或暗示下，重力一般忽略不计，当研究对象为“带电微粒”、“带电尘埃”、“带电小球”时，重力一般不能忽略。

2.了解带电粒子做直线运动的条件:（1）F合=0，V0≠0，物体匀速运动；（2）F合≠O，且F合的方向和速度的方向在同一直线上；

3.掌握研究带电粒子在电场中运动的方法:

①运用牛顿定律研究带电粒子在电场中运动：基本思路是先用牛顿第二定律求出粒子的加速度；进而确定粒子的运动形式，再根据带电粒子的运动形式运用相应的运动学规律求出粒子的运动情况。只在电场力作用下，则基本方程：

②运用动能定理研究带电粒子在电场中运动：基本思路是根据电场力对带电粒子做功的情况，分析粒子的动能与势能发生转化的情况、运用动能定理或者运用在电场中动能与电势 能相互转化而它们的总和守恒的观点，求解粒子的运动情况。只在电场力作用下基本方程:

这个关系式对任意静电场都是适用的。

4.对于带电粒子在电场中的加速问题，应重视动能定理的应用。

二、带电粒子在静电场中的曲线运动

1.带电粒子以垂直于电场线方向的初速度V0进入匀强电场时(只在电场力作用下），粒子做类平抛运动。其处理方法类似于平抛运动的研究方法，即将运动进行分解处理。

2.带电粒子在静电场中的偏转规律:

速度反向延长平分水平位移，就像从水平位移的中点发出来一样。在能够证明的前提下直接使用以上二级结论可分析讨论侧移距离、偏转角与带电粒子的速度、动能、比荷等物理量的关系。

3.对于带电粒子在电场中的偏转问题，除了用运动学方法，也可结合动能定理和功能关系求解。

三、带电粒子在交变电场中的运动：

当电场发生周期性变化时，由于带电粒子在电场中的受力将发生周期性变化，从而使粒子的运动状态发生相应的变化，粒子表现出来的运动形式可能是单向直线运动；也可能是往复变速运动。带电粒子是做单向直线运动，还是变速往复运动主要由粒子的初始速度与受力情况决定。这类问题要结合粒子的初始状态、电压变化的特点及规律、再运用牛顿第立定律和运动学知识综合分析，有时通过V-t图像解决此类问题更简便。

模型训练：

上期答案：