思想方法：思想方法：带电粒子在交变电场中的带电粒子在交变电场中的运动问题运动问题1.方法指导方法指导2.例证突破例证突破3.方法总结方法总结4.跟踪训练跟踪训练5.真题演练真题演练第六章第六章 静电场静电场一、方法指导一、方法指导1.方法指导方法指导1.常见产生交变电场的电压波形有方形波、锯齿波、正弦波等常见产生交变电场的电压波形有方形波、锯齿波、正弦波等.2.电荷在交变电荷在交变电场中常见电场中常见的运动情况的运动情况(1)单向直线运动单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解一般用牛顿运动定律求解)(2)往返运动往返运动(一般分段研究一般分段研究)(3)偏转运动偏转运动(一般由交变电场特点分段研究一般由交变电场特点分段研究)一常见的交变电场及电荷运动情况一常见的交变电场及电荷运动情况二、解答带电粒子在交变电场中运动问题的思维方法二、解答带电粒子在交变电场中运动问题的思维方法1.注重全面分析注重全面分析(分析受力特点和运动规律分析受力特点和运动规律)，抓住粒子的运动，抓住粒子的运动具有周期性和在空间上具有对称性的特征，求解粒子运动过具有周期性和在空间上具有对称性的特征，求解粒子运动过程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的边界条件程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的边界条件2.分析时从两条思路出发：分析时从两条思路出发：一是力和运动的关系一是力和运动的关系,根据牛顿第二定律及运动学规律分析；根据牛顿第二定律及运动学规律分析；二是功能关系二是功能关系. 3.注意对称性和周期性变化关系的应用。注意对称性和周期性变化关系的应用。二、例证突破二、例证突破2. 例证突破例证突破【例例4】将将如如图图示示的的交交变变电电压压加加在在平平行行板板电电容容器器A、B两两板板上上,开开始始B板板电电势势比比A板板电电势势高高,这这时时有有一一个个原原来来静静止止的的电电子子正正处处在在两两板板的的中间中间,它在电场力作用下开始运动它在电场力作用下开始运动,设设A、B两极两极板间的距离足够大板间的距离足够大,下列说法正确的是下列说法正确的是()转解析转解析A.电子一直向着电子一直向着A板运动板运动B.电子一直向着电子一直向着B板运动板运动C.电电子子先先向向A板板运运动动,然然后后返返回回向向B板板运运动动,之后在之后在A、B两板间做周期性往复运动两板间做周期性往复运动D.电电子子先先向向B板板运运动动,然然后后返返回回向向A板板运运动动,之后在之后在A、B两板间做周期性往复运动两板间做周期性往复运动播放播放分段分析法：在变化电压下，电分段分析法：在变化电压下，电子在不同时间段的受力情况、运子在不同时间段的受力情况、运动情况及遵从的规律各怎样？动情况及遵从的规律各怎样？【拓拓展展延延伸伸】 在在例例4中中将将加加在在电电容容器器A、B两两极极板板间间的的交交变变电电压压变变成成如如图图所所示示，其其他他不不变变，则则例例4中中四四个个选选项项A、B、C、D哪哪个个说法正确说法正确()分段分析电子在不分段分析电子在不同时间段的受力情同时间段的受力情况、运动情况况、运动情况.解析解析由题意可知电子的由题意可知电子的at图线如图图线如图根根据据电电子子的的at图图线线可可分分析析出出电电子子的的vt图线如图图线如图电电子子速速度度始始终终是是一一个个方方向向，由由开开始始B板板电电势势高高，可知电子是一直向可知电子是一直向B板运动，所以选项板运动，所以选项B正确。正确。答案答案B审审题题析析疑疑(1)粒子在板间做什么运动？粒子在板间做什么运动？ (2)粒子沿初速度方向做什么运动？粒子沿初速度方向做什么运动？(3)粒子在垂直初速度方向做什么运粒子在垂直初速度方向做什么运动？动？【备选备选】 如图甲所示如图甲所示,长为长为L、间距为、间距为d的两金属板的两金属板A、B水平放置，水平放置，ab为两板的中心线为两板的中心线,一个带电粒子以速度一个带电粒子以速度v0从从a点水平射入，沿直点水平射入，沿直线从线从b点射出，若将两金属板接到如图乙所示的交变电压上点射出，若将两金属板接到如图乙所示的交变电压上,欲使欲使该粒子仍能从该粒子仍能从b点以速度点以速度v0射出射出,求求:(1)交变电压的周期交变电压的周期T应满足什么条件？应满足什么条件？(2)粒子从粒子从a点射入金属板的时刻应满足点射入金属板的时刻应满足 什么条件？什么条件？ (4)“欲使该粒子仍能从欲使该粒子仍能从b点以点以v0射出射出” 隐含了粒子运动的什么状态？隐含了粒子运动的什么状态？转解析转解析播放播放设设+qv0三、方法总结三、方法总结3.方法总结方法总结利用速度图象分析带电粒子的运动利用速度图象分析带电粒子的运动利用速度图象分析带电粒子的运动利用速度图象分析带电粒子的运动过程的注意点过程的注意点过程的注意点过程的注意点反思总结反思总结 (1)带电粒子进入电场的时刻；带电粒子进入电场的时刻；(2)速度图象的切线斜率表示加速度；速度图象的切线斜率表示加速度；(3)图图线线与与坐坐标标轴轴围围成成的的面面积积表表示示位位移移，且且在在横横轴轴上上方方所所围围成的面积为正，在横轴下方所围成的面积为负；成的面积为正，在横轴下方所围成的面积为负；(4)注意对称性和周期性变化关系的应用；注意对称性和周期性变化关系的应用；(5)图图线线与与横横轴轴有有交交点点，表表示示此此时时速速度度改改变变方方向向，对对运运动动很很复杂、不容易画出速度图象的问题，还应逐段分析求解。复杂、不容易画出速度图象的问题，还应逐段分析求解。 带电粒子在交变电场中的运动问题，由于不同时间带电粒子在交变电场中的运动问题，由于不同时间内场强不同，使得带电粒子所受的电场力不同，造成带内场强不同，使得带电粒子所受的电场力不同，造成带电粒子的运动情况发生变化电粒子的运动情况发生变化 解决这类问题，要分段进行分析，根据题意找出满解决这类问题，要分段进行分析，根据题意找出满足题目要求的条件，从而分析求解足题目要求的条件，从而分析求解 规律方法规律方法 【变变式式训训练练4】将将一一电电荷荷量量为为q(q0)、质质量量为为m的的带带电电粒粒子子在在匀匀强强电电场场的的作作用用下下，在在t0时时由由静静止止开开始始运运动动，场场强强随随时时间间变变化化的的规规律如图所示，不计重力。求在律如图所示，不计重力。求在t0到到tT的时间间隔内：的时间间隔内：(1)粒子位移的大小和方向；粒子位移的大小和方向；(2)粒子沿初始电场反方向运动的时间。粒子沿初始电场反方向运动的时间。在变化电场下，分时段分析电子在变化电场下，分时段分析电子的受力情况、运动情况的受力情况、运动情况.本题详细解析见教辅！本题详细解析见教辅！本题详细解析见教辅！本题详细解析见教辅！四、跟踪训练四、跟踪训练4.跟踪训练跟踪训练【跟跟踪踪训训练练】平平行行板板间间加加如如图图所所示示的的周周期期性性变变化化的的电电压压，重重力力不不计计的的带带电电粒粒子子静静止止在在平平行行板板中中央央，从从tT/2时时刻刻开开始始将将其其释释放放，运运动动过过程程无无碰碰板板情情况况，则能定性描述粒子运动的速度图象的是则能定性描述粒子运动的速度图象的是()解析显隐解析显隐【跟踪训练跟踪训练】 如图甲所示如图甲所示,热电热电子由阴极飞出时的初速度忽略子由阴极飞出时的初速度忽略不计不计,电子发射装置的加速电压电子发射装置的加速电压为为U0，电容器板长和板间距离，电容器板长和板间距离均为均为L10 cm，下极板接地，下极板接地，电容器右端到荧光屏的距离也电容器右端到荧光屏的距离也是是L10 cm，在电容器两极板，在电容器两极板间接一交变电压，上极板的电间接一交变电压，上极板的电势随时间变化的图象如图乙所势随时间变化的图象如图乙所示示(每个电子穿过平行板的时每个电子穿过平行板的时间都极短，可以认为电压是不间都极短，可以认为电压是不变的变的)求：求：(1)在在t0.06 s时刻，电子打在时刻，电子打在荧光屏上的何处荧光屏上的何处(2)荧光屏上有电子打到的区间荧光屏上有电子打到的区间有多长？有多长？ 此条件说明电荷速度极快此条件说明电荷速度极快,它穿过电场它穿过电场的时间内的时间内,电场强度没有发生变化电场强度没有发生变化.转解析转解析【跟跟踪踪训训练练】 示示波波器器是是一一种种多多功功能能电电学学仪仪器器，它它是是由由加加速速电电场场和和偏偏转转电电场场组组成成如如图图所所示示，电电子子在在电电压压为为U1的的电电场场中中由由静静止止开开始始加加速速，然然后后射射入入电电压压为为U2的的平平行行金金属属板板间间的的偏偏转转电电场场中中，入入射射方方向向与与极极板板平平行行，在在满满足足电电子子能能射射出出平平行行电电场场区区的的条条件件下下，下下述述情情况一定能使电子偏转角度况一定能使电子偏转角度变大的是变大的是()A. U1变大，变大，U2变大变大 B. U1变小，变小，U2变大变大C. U1变大，变大，U2变小变小 D. U1变小，变小，U2变小变小转转 解析解析五、真题演练五、真题演练5.真题演练真题演练审题导析审题导析1.作出几个特殊时刻粒子开作出几个特殊时刻粒子开始运动的速度图象始运动的速度图象.由一个由一个周期内，速度图线与时间轴周期内，速度图线与时间轴所围面积的正负来判定粒子所围面积的正负来判定粒子最终运动情况最终运动情况.2.若第一若第一个周期内总位移方个周期内总位移方向向左，则粒子将最终打到向向左，则粒子将最终打到A板上板上.转解析转解析