粒子在电场中运动总结.docx

带电粒子在电场中运动总结一， 带电粒子在电场中平衡1在带电粒子的加速或偏转的问题中，何时考虑粒子的重力?何时不计重力?一般来说：(1)基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等除有特别说明或有明确暗示以外，一般都不考虑重力(但不忽略质量)(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有特别说明或有明显暗示以外，一般都不能忽略重力（3）根据题目意思而定2带电粒子在电场中的平衡解题步骤：选取研究对象，进行受力分析，注意电场力的方向特点。由平衡条件列方程求解。二 ，带电粒子的变速 (1)动力学分析：带电粒子沿与电场线平行方向进入电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做加(减)速直线运动，如果是匀强电场，则做匀加(减)速运动 (2)功能关系分析：粒子只受电场力作用，动能变化量等于电势能的变化量 (初速度为零)； 此式适用于一切电场三 ，带电粒子的偏转（类平抛运动） 例1如图181所示，两板间电势差为U，相距为d，板长为L正离子q以平行于极板的速度v0射入电场中，在电场中受到电场力而发生偏转，则电荷的偏转距离y和偏转角为多少? 解析：电荷在竖直方向做匀加速直线运动，受到的力FEqUq/d 由牛顿第二定律，加速度a = F/m = Uq/md水平方向做匀速运动，由L = v0t得t = L/ v0 由运动学公式可得： 带电离子在离开电场时，竖直方向的分速度：v 有关偏转问题常求的物理量竖直方向上的速度 v运动时间 t = L/ v0 偏转距离 偏转角度 tan例2两平行金属板相距为d，电势差为U，一电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图183所示，OAh，此电子具有的初动能是 ( )A BedUh C D 解析：电子从O点到A点，因受电场力作用，速度逐渐减小，根据题意和图示可知，电子仅受电场力，由能量关系：，又EUd，所以 . 故D正确点评：应用电场力做功与电势差的关系，结合动能定理即可解答本题例3一束质量为m、电荷量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场，如图184所示如果两极板间电压为U，两极板间的距离为d、板长为L设粒子束不会击中极板，则粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为 (粒子的重力忽略不计)分析：带电粒子在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加速运动电场力做功导致电势能的改变图184解析：水平方向匀速，则运动时间t L/ v0 竖直方向加速，则侧移 且 由得则电场力做功由功能原理得电势能减少了例4如图185所示，离子发生器发射出一束质量为m，电荷量为q的离子，从静止经加速电压U1加速后，获得速度，并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U2作用后，以速度离开电场，已知平行板长为，两板间距离为d，求： 图185的大小；离子在偏转电场中运动时间；离子在偏转电场中受到的电场力的大小F；离子在偏转电场中的加速度；离子在离开偏转电场时的横向速度；离子在离开偏转电场时的速度的大小；离子在离开偏转电场时的横向偏移量y；离子离开偏转电场时的偏转角的正切值tg解析：不管加速电场是不是匀强电场，WqU都适用，所以由动能定理得： 由于偏转电场是匀强电场，所以离子的运动类似平抛运动 即：水平方向为速度为v0的匀速直线运动，竖直方向为初速度为零的匀加速直线运动在水平方向 F=qE=（和带电粒子q、m无关，只取决于加速电场和偏转电场）解题的一般步骤是： (1)根据题目描述的物理现象和物理过程以及要回答问题，确定出研究对象和过程并选择出“某个状态”和反映该状态的某些“参量”，写出这些参量间的关系式 (2)依据题目所给的条件，选用有关的物理规律，列出方程或方程组，运用数学工具，对参量间的函数关系进行逻辑推理，得出有关的计算表达式 (3)对表达式中的已知量、未知量进行演绎、讨论，得出正确的结果图186同步检测1如图l86所示，电子由静止开始从A板向B板运动，当到达B板时速度为v，保持两板间电压不变则 ( )A当增大两板间距离时，v也增大B当减小两板间距离时，v增大C当改变两板间距离时，v不变D当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间延长图1872如图187所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子入射速度变为原来的两倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板的间距应变为原来的 ( )A2倍 B4倍 C0.5倍 D0.25倍图1883电子从负极板的边缘垂直进入匀强电场，恰好从正极板边缘飞出，如图188所示，现在保持两极板间的电压不变，使两极板间的距离变为原来的2倍，电子的入射方向及位臀不变，且要电子仍从正极板边缘飞出，则电子入射的初速度大小应为原来的（）A B C D24下列带电粒子经过电压为U的电压加速后，如果它们的初速度均为0，则获得速度最大的粒子是 ( )A质子 B氚核 C氦核 D钠离子Na图1895真空中有一束电子流，以速度v、沿着跟电场强度方向垂直自O点进入匀强电场，如图189所示，若以O为坐标原点，x轴垂直于电场方向，y轴平行于电场方向，在x轴上取OAABBC，分别自A、B、C点作与y轴平行的线跟电子流的径迹交于M、N、P三点，那么：(1)电子流经M，N、P三点时，沿x轴方向的分速度之比为 (2)沿y轴的分速度之比为 图1810(3)电子流每经过相等时间的动能增量之比为 6如图1810所示，电子具有100 eV的动能从A点垂直于电场线飞入匀强电场中，当从D点飞出电场时，速度方向跟电场强度方向成1 500角则A、B两点之间的电势差UAB V7静止在太空中的飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子形成向外发射的高速电子流，从而对飞行器产生反冲力，使其获得加速度已知飞行器质量为M，发射的是2价氧离子发射离子的功率恒为P，加速的电压为U，每个氧离子的质量为m单位电荷的电荷量为e不计发射氧离子后飞行器质量的变化，求：(1)射出的氧离子速度(2)每秒钟射出的氧离子数(离子速度远大于飞行器的速度，分析时可认为飞行器始终静止不动)8如图1812所示，一个电子(质量为m)电荷量为e，以初速度v0沿着匀强电场的电场线方向飞入图1812匀强电场，已知匀强电场的场强大小为E，不计重力，问：(1)电子在电场中运动的加速度(2)电子进入电场的最大距离(3)电子进入电场最大距离的一半时的动能图18139如图1813所示，A、B为两块足够大的平行金属板，两板间距离为d，接在电压为U的电源上在A板上的中央P点处放置一个电子放射源，可以向各个方向释放电子设电子的质量m、电荷量为e，射出的初速度为v求电子打在B板上区域的面积图181410. 如图1814所示一质量为m，带电荷量为