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带电粒子在电场中的运动 远安一高物理组李贤勇 课前准备知识 1 物体受恒力作用 1 若初速度为零 则物体将沿此力的方向做 运动 物体运动与受力间的关系 2 若初速度不为零 当力的方向与初速度方向相同或相反 物体做 运动 当力的方向与初速度方向不在同一直线上时 物体做 运动 2 物体受变力作用 物体将做 运动 具体情况可仿1中情况讨论 匀加速直线 匀变速直线 匀变速曲线 变加速直线或曲线 带电粒子的加速 加速后粒子的速度怎样计算呢 由动能定理可得 u 当v0一定时 u越大 则v越大 u越小 v越小 当u一定时 v0越大 则v越大 v0越小 v越小 对某一粒子 m q一定 由牛顿定律得 若在匀强电场中 知识点巩固 例1 让原来静止的氢核 氘核 氚的混合物经同一电场加速后 它们具有a 相同的速度b 相同的动能c 相同的动量d 以上都不对 例2 在例1中 加速后 速度最大的是 b 氢核 例3 如图所示 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点时它们速度大小之比为多少 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 由动能定理有 例4 如图所示 带负电的质点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 则该质点运动到极板上需要多少时间 解析 设带电小球电量为q 则小球受重力和电场力的作用 当u1 300v时 小球平衡 故 当u2 60v时 带电小球将向下板做匀加速直线运动 由牛顿定律得 又h 1 2at2 综合提高 如图所示 水平放置的a b两平行金属板相距为d 现有质量为m 电量为 q的小球 从距a板高h处自由下落 通过小孔c进入电场 但没能到达b板 求ab间电势差的最小值 综合提高 如图所示 水平放置的a b两平行金属板相距为d 现有质量为m 电量为 q的小球 从距a板高h处自由下落 通过小孔c进入电场 但没能到达b板 求ab间电势差的最小值 解法一 牛顿定律和运动学规律 解法二 运动学规律和动量定理法 小球自由落体时间由 可得 进入电场后的匀减速运动的时间由 解法三 动能定理法 由w ek可列全过程的动能定理方程mg h d qumin 0 umin mg
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