高二物理 带电粒子在匀强电场中的运动1.doc

带电粒子在匀强电场中的运动(1)典型例题解析【例1】如图14105所示，在点电荷q的电场中有a、b两点，将质子和粒子分别从a点由静止释放到达b点时，它们的速度大小之比是多少？解析：质子和粒子都是正离子，从a点释放将受电场力作用，加速运动到b点，设ab两点间的电势差为u，由能量的观点得：点拨：mv2/2qu对匀强电场和非匀强电场都适用，但在非匀强电场中粒子的加速运动不是匀加速直线运动【例2】一个质量为m，带有电荷q的小物体，可在水平轨道ox上运动，o端有一与轨道垂直的固定墙，轨道处于匀强电场中，场强大小为e，方向沿ox轴正方向如图14106所示，小物体以初速度v0从x0点沿ox轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力f作用，且fqe；设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程s解析：带电物体受到电场力fqe的作用，大小不变，方向指向墙，摩擦力f的方向与小物体运动方向相反，不管开始时小物体是沿x轴正方向还是负方向运动，小物体将与墙发生碰撞，且在多次与墙碰撞后，最后将停在原点o处设小物体在停止运动前所通过的总路程为s，则有点拨：带电粒子在电场中运动是电场知识与力学知识的结合，方法和力学分析法相同，先受力分析，再运动分析，再优化选择力学“三把金钥匙”解题，此题注意摩擦力做功的特点摩擦力做功的大小等于摩擦力大小与物体通过的路程的乘积【例3】如图14107所示，带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间，距下板0.8cm，两板间的电势差为300v，如果两板间的电势差减小到60v，则带电小球运动到极板上需多少时间？点拨：用牛顿第二定律结合运动学公式求解：【例4】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粒子流已知飞行器质量为m，发射的是2价氧离子，发射离子的功率恒为p，加速电压为u，每个氧离子的质量为m，单位电荷的电量为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；(3)射出离子后飞行器开始运动时的加速度点拨：从讨论每秒射出氧离子的动量的变化p，分析出飞行器所受的反冲作用力，进而求得加速度，关键注意功率pnqu和瞬间作用力fp/t参考答案， 跟踪反馈 1下列粒子从初速度为零的状态经加速电压为u的电场后，哪种粒子速度最大 a质子b氘核c氦核(粒子)d钠离子na+2如图14108所示，水平放置的a、b两平行板相距h，有一质量为m，带电量为q的小球在b板之下h处以v0初速度竖直向上进入两板间，欲使小球恰好打到a板，试讨论a、b板间的电势差的大小3如图14109所示，a、b为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔m和n，今有一带电质点，自a板上方相距为d的p点由静止自由下落(p、m、n在同一竖直线上)，空气阻力忽略不计，到达n孔时速度恰好为零，然后沿原路返回，若保持两极板间的电压不变，则 a把a板向上平移一小段距离，质点自p点自由下落仍能返回b把a板向下平移一小段距离，质点自p点自由下落后将穿过n孔继续下落c把b板向上平移一小段距离，质点自p点自由下落后仍能返回d把b板向下平移一小段距离，质点自p点自由下落后将穿过n孔，继续下落4如图14110所示，静止在光滑水平面上，已经充电的平行板电容器的极板间距离为d，在板上有一小孔，电容器固定在一绝缘底座上，总质量为m，现有一个质量为m的