《2023届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练》专题47 带电粒子在力电等效场、交变电场中的运动和电场中的功能问题（原卷版）

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2023 届高三物理一轮复习多维度导学与分层专练

专题 47 带电粒子在力电等效场、交变电场中的运动和电场中的功能问题

导练目标导练内容

目标 1带电粒子在力电等效场中的圆周运动

目标 2带电粒子在交变电场中的运动

目标 3带电粒子在电场中的能量动量问题

【知识导学与典例导练】

一、带电粒子在力电等效场中的圆周运动

1.方法概述

等效思维方法是将一个复杂的物理问题,等效为一个熟知的物理模型或问题的方法。对于这类问题,若采用

常规方法求解,过程复杂,运算量大。若采用等效法求解,则能避开复杂的运算,过程比较简捷。

2.方法应用

先求出重力与电场力的合力,将这个合力视为一个等效重力,将a=

F合

视为等效重力加速度。再将物体在重

力场中的运动规律迁移到等效重力场中分析求解即可。

【例 1】如图所示，在竖直平面内有水平向左的匀强电场，在匀强电场中有一根长为 L的绝缘细线，细线

一端固定在 O点，另一端系一质量为 m的带电小球。小球静止时细线与竖直方向成角，此时让小球获得

初速度且恰能绕 O点在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动，重力加速度为 g。下列说法正确的是（　

　）

A．匀强电场的电场强度

B．小球动能的最小值为

C．小球运动至圆周轨迹的最高点时机械能最小

D．小球从初始位置开始，在竖直平面内运动一周的过程中，其电势能先减小后增大

二、带电粒子在交变电场中的运动

1.此类题型一般有三种情况:一是粒子做单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解);二是粒子做往返运动(一般

分段研究);三是粒子做偏转运动(一般根据交变电场的特点分段研究)。

2.分析时从两条思路出发: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;二是功能关系。

3.注重全面分析(分析受力特点和运动特点),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

粒子运动过程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的边界条件。

4.交变电场中的直线运动（方法实操展示）

U-t 图像 v-t 图像轨迹图

5.交变电场中的偏转（带电粒子重力不计，方法实操展示）

U-t 图

轨迹图

[来源:Zxxk.Com]

vy-t 图

【例 2】如图所示，A、B两导体板平行放置，在 t＝0时将电子从 A板附近由静止释放（电子的重力忽略不

计），若分别在 A、B两板间加下图所示的四种电压，则其中可能使电子打不到 B板的是（　　）

v0v0

T/2T

单向直线运动

速度不反向

往返直线运动

B速度反向

T/2

-v0

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