专题强化八带电粒子在电场中运动的综合问题1.会用力与运动的关系、功能关系分析带电粒子在交变电场中的运动.2.会用动力学观点、能量观点和动量观点分析带电粒子运动的力电综合问题.考点一考点二考点三考点一考点一带电粒子在交变电场中的运动1.两条分析思路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(机械能守恒、动能定理、能量守恒).2.两个运动特征分析受力特点和运动规律,抓住粒子的运动具有周期性和空间上具有对称性的特征,求解粒子运动过程中的速度、位移等,并确定与物理过程相关的边界关系.例1(多选)一个带正电的微粒放在电场中,场强的大小和方向随时间变化的规律如图所示.带电微粒只在电场力的作用下(不计微粒重力),由静止开始运动,则下列说法中正确的是()A.微粒将沿着一条直线运动B.微粒在第2s末的速度为零C.微粒在第1s内的加速度与第2s内的加速度相同D.微粒在第1s内的位移与第2s内的位移相同答案:ABD考点二考点二电场中功能关系的综合问题1.若只有静电力做功,电势能与动能之和保持不变.2.若只有静电力和重力做功,电势能、重力势能、动能之和保持不变.3.除重力之外,其他各力对物体做的功等于物体机械能的变化量.4.所有外力对物体所做的总功等于物体动能的变化量.例3[2024·山模东拟预测]如所示,在直向下的强中,图竖匀电场量相同、量分-两个质带电别为q和+q的小球a、b固定于绝缘轻杆的端,杆可中点两轻绕O的固定在直面无摩擦.已知处轴竖内转动O点电势为0,不考小球的相互作用力,杆止始由水虑带电间从静开平位置顺时针转动180°的程中过()A.小球a、b能一直增加总动B.小球a、b系机械能始不统终变C.小球a、b系能始不统电势终变D.小球a、b任一刻的能相等时电势答案:D例4(多选)如图甲所示,绝缘、光滑水平面上方,有水平向右的匀强电场,电场强度大小为E.在水平面右端固定一轻弹簧,一带电物块(可视为质点)质量为m,电量为+q,将带电物块由静止释放,以物块出发点为坐标原点,水平向右为x轴正方向,建立坐标系,物块动能Ek与它通过的距离x之间的关系如图乙,其中坐标x1处为弹簧原长位置,O~x1段为直线,坐标x2处动能最大,坐标x4处动能为零.答案:AC考点三考点三电场中的力、电综合问题解决电场中的力、电综合问题,常用的力学观点:(1)动力学的观点①由于匀强电场中带电粒子(体)所受电场力和重力都是恒力,可用正交分解法.②综合运用牛顿运动定律和运动学公式,注意受力分析和运动分析,特别注意重力是否需要考虑的问题.(2)能量的观点①运用动能定理,注意过程分析要全面,准确求出过程中的所有力做的功,判断是对分过程还是对全过程使用动能定理.②运用能量守恒定律,注意题目中有哪些形式的能量出现.(3)动量的观点运用动量定理、动量守恒定律,要注意动量定理、动量守恒定律的表达式是矢量式,在一维情况下,各个矢量必须选同一个正方向.例5[2024·四川雅安模拟预测]如所示,图空中在一矩形域间区Ⅰ有强大小内场E1=1×102N/C、方向水平向右的强;一匀电场条长L=0.8m且不可伸的一端固定长轻绳在域区Ⅰ的左上角O点,另一端系一量质m1=0.5kg、荷量带电q=-0.1C的绝缘小球带电a;在靠域紧区Ⅰ的右下角C点竖直放置一足、半够长径R=1m的光滑绝缘筒,筒上端截面水平,圆圆CD是筒上表圆面的一直且域条径与区Ⅰ的下界共,直边线径MN直与径CD垂直,筒左半圆内边MNC-HJK域区Ⅱ中存在大小E2=20N/C、方向垂直面向里的强.纸匀电场把小球a拉至A点(轻绳绷直且水平)静止释放,当小球a运动到O点正下方B点时,轻绳恰好断裂.小球a进入电场继续运动,刚好从区域Ⅰ的右下角C点竖直向下离开电场E1,然后贴着圆筒内侧进入区域Ⅱ.已知重力加速度大小取g=10m/s2,绳断前、断后瞬间,小球a的速度保持不变,忽略一切阻力.求:(1)轻绳的最大张力Tm;(2)小球a运动到C点时速度的大小vC和小球a从B到C过程电势能的变化量ΔEp;(3)若小球a刚进入圆筒时,另一绝缘小球b从D点以相同速度竖直向下贴着圆筒内侧进入圆筒,小球b的质量m2=0.5kg,经过一段时间,小球a、b发生弹性碰撞,且碰撞中小球a的电荷量保持不变,则从小球b...