2020版高考物理（教科版）一轮复习学案：第七章+链接高考7　电场中的力电综合问题+Word版含答案

链接高考7　电场中的力电综合问题 考点一　带电粒子在交变电场中的运动问题 [考点解读] 1．常见的交变电场 常见的交变电场的电压波形有方形波、锯齿波、正弦波等． 2．常见的题目类型 (1)粒子做单向直线运动(一般用牛顿运动定律求解)． (2)粒子做往返运动(一般分段研究)． (3)粒子做偏转运动(一般分解研究)． 3．解答带电粒子在交变电场中运动的思维方法 (1)注重全面分析(分析受力特点和运动规律)，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． (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)注意对称性和周期性变化关系的应用． [典例赏析] [典例1]　如图甲所示，A和B是真空中正对面积很大的平行金属板，O点是一个可以连续产生粒子的粒子源，O点到A、B的距离都是l.现在A、B之间加上电压，电压UAB随时间变化的规律如图乙所示．已知粒子源在交变电压的一个周期内可以均匀产生300个粒子，粒子质量为m、电荷量为－q.这种粒子产生后，在电场力作用下从静止开始运动．设粒子一旦碰到金属板，它就附在金属板上不再运动，且电荷量同时消失，不影响A、B板电势．不计粒子的重力，不考虑粒子之间的相互作用力．已知上述物理量l＝0.6 m，U0＝1.2×103 V，T＝1.2×10－2s，m＝5×10－10 kg，q＝1.0×10－7 C. (1)在t＝0时刻产生的粒子，会在什么时刻到达哪个极板？ (2)在t＝0到t＝这段时间内哪个时刻产生的粒子刚好不能到达A板？ (3)在t＝0到t＝这段时间内产生的粒子有多少个可到达A板？ [审题指导]　板间的电压为交变电压，前半个周期和后半个周期粒子均做匀变速直线运动，但两个过程加速度不同，粒子在不同时刻开始运动，情景不同，分析时应结合粒子受力和速度的变化情况才能得出正确结论． [解析]　(1)根据题图乙可知，从t＝0时刻开始，A板电势高于B板电势，粒子向A板运动． 因为x＝2＝3.6 m>l，所以粒子从t＝0时刻开始，一直加速到达A板． 设粒子到达A板的时间为t，则l＝·t2 解得t＝×10－3 s. (2)在0～时间内，粒子的加速度大小为 a1＝＝2×105 m/s2 在～T时间内，粒子的加速度大小为 a2＝＝4×105 m/s2 可知a2＝2a1，若粒子在0～时间内加速Δt，再在～T时间内减速刚好不能到达A板，则 l＝a1Δt2＋a1Δt·－a22 解得Δt＝2×10－3 s 因为＝6×10－3 s， 所以在0～时间内4×10－3 s时刻产生的粒子刚好不能到达A板． (3)因为粒子源在一个周期内可以产生300个粒子，而在0～时间内的前时间内产生的粒子可以到达A板，所以到达A板的粒子数n＝300××＝100(个)． [答案]　(1)×10－3 s　到达A极板　(2)4×10－3 s时刻　(3)100个 [题组巩固] 1．如图(a)所示，两平行正对的金属板A、B间加有如图(b)所示的交变电压，一重力可忽略不计的带正电粒子被固定在两板的正中间P处．若在t0时刻释放该粒子，粒子会时而向A板运动，时而向B板运动，并最终打在A板上．则t0可能属于的时间段是(　　 ) A．0＜t0＜　　　　　 B.＜t0＜ C.＜t0＜T D．T＜t0＜ 解析：B　[设粒子的速度方向、位移方向向右为正．依题意知，粒子的速度方向时而为正，时而为负，最终打在A板上时位移为负，速度方向为负．分别作出t0＝0、、、时粒子运动的v－t图象，如图所示．由于v－t图线与时间轴所围面积表示粒子通过的位移，则由图象知，0＜t0＜与＜t0＜T时粒子在一个周期内的总位移大于零，＜t0＜时粒子在一个周期内的总位移小于零；t0＞T时情况类似．因粒子最终打在A板上，则要求粒子在每个周期内的总位移应小于零，对照各项可知B正确．] 2．(多选)如图甲所示，两水平金属板间距为d，板间电场强度的变化规律如图乙所示．t＝0时刻，质量为m ... ...