本专题是是历年高考的重点内容。本专题综合性强,理论分析要求高,带电粒子的加速是电场的能的性质的应用;带电粒子的偏转则侧重于电场的力的性质,通过类比恒力作用下的曲线运动(平抛运动),理论上探究带电粒子在电场中偏转的规律。此外专题既包含了电场的基本性质,又要运用直线和曲线运动的规律,还涉及到能量的转化和守恒,有关类比和建模等科学方法的应用也比较典型。探究带电粒子的加速和偏转的规律,只要做好引导,学生自己是能够完成的,而且可以提高学生综合分析问题的能力。
带电粒子在场中的运动(重力场、电场、磁场)问题,由于涉及的知识点众多,要求的综合能力较高,因而是历年来高考的热点内容,这里需要将几个基本的运动,即直线运动中的加速、减速、往返运动,曲线运动中的平抛运动、圆周运动、匀速圆周运动进行综合巩固和加深,同时需要将力学基本定律,即牛顿第二定律、动量定理、动量守恒定律、动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律等进行综合运用。
一.带电粒子在匀强电场中的加速:(匀变速直线运动)
1.方法一:牛顿运动定律+运动学公式:
2.方法二:动能定理(能量观点)
【方法比较】动能定理——过程简单、清晰
二.带电粒子在匀强电场中的偏转:(匀变速曲线运动)
【结论】
(1)带电粒子好像从入射线的中点沿着角方向沿着直线方向射出(将曲线运动等效为直线运动)
(2)位移偏角正切值等于速度偏角正切值的一半
三.带电粒子在电场中先加速后偏转:
偏转位移: