高三物理带电粒子在电场中的直线运动.docx

精品文档带电粒子在电场中的直线运动【学习目标】1.了解带电粒子在匀强电场中的运动规律。 2.掌握带电粒子在电场中运动问题的分析方法。3.能用牛顿运动定律或动能定理分析带电粒子在电场中的加速。【学习重点】带电粒子在电场中的直线运动的分析与解答；【学习难点】用能量观点解决带电粒子在电场中的运动。【学习过程】任务一 预习导学注意： 微观带电粒子如电子、质子、离子、粒子等除有说明或有明确暗示外，处理问题时均不计重力；而带电的液滴、小球等除有说明或有明确暗示外，处理问题时均应考虑重力。还有一些可根据动力学知识判断是否需要考虑重力。途径：（1） 用牛顿运动定律和运动学公式（一般是在匀强电场中）；（2）用动能定理（在非匀强电场中上述方法是最佳选择）。任务二 典例探究例题1：带电粒子在电场中的加速运动（不计重力） 带电粒子在左极板附近由静止开始运动，到达右极板时的速度？ 1：从力和运动的角度入手2：从功和能的角度入手思考1：若题中带电粒子具有初速度思考2：若题中带电粒子为负电荷且具有初速度思考3：如果右板换成一块弯曲的极板，求带点粒子运动到右极板时的速度。思考4：如果板间距由d变为2d，其他条件不变，讨论带电粒子飞出电场的速度v，运动的加速度a,以及在电场中运动的时间t如何变化。练1.两平行金属板相距为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,如图所示,OA=h,此电子具有的初动能是( )A.edh/U B.edUhC.eU/dh D.eUh/d练2.如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板。质量为m、带电荷量为-q的带电粒子（不计重力），以初速度v0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子刚好能到达N板，如果要使这个带电粒子能到达M、N两板间距的1/2处返回，则下述措施能满足要求的是（）A.使初速度减为原来的1/2B.使M、N间电压加倍C.使M、N间电压提高到原来的4倍D.使初速度和M、N间电压都减为原来的1/2例2：如图所示,一质量为m、电荷量为q的正电小球在区域足够大的匀强电场中,以初速度v0沿ON在竖直面内运动.ON与水平面的夹角为300,重力加速度为g,选取位置O的电势为零,则思考1：若沿ON在竖直面内做匀速直线运动，电场强度大小和方向如何？思考2：当小球经过O点时突然将电场方向旋转一定的角度,电场强度大小不变,小球仍沿虚线方向做直线运动,则改变后的电场方向如何？带电粒子沿初速度方向运动的最大距离？小球电势能的最大值？思考3： 若要保证小球沿ON的方向运动，试求所加匀强电场的最小值？加了这个电场后经多长时间速度减为零？练3. 如图所示,一带电荷量为+q、质最为m的小物块处于一倾角为370的光滑斜面上,当整个装置置于一水平向右的匀强电场中,小物块恰好静止。已知重力加速度为g,sin370=0.6,cos370=0.8.1.求水平向右匀强电场的电场强度大小；2.若将电场强度减小为原来的1/2，求电场强度变化后物块沿斜面下滑距离L时的动能。练4：在一个水平面上建立x轴,如图在过原点O右侧空间有一个匀强电场,电场强度大小E=6105N/C,方向与x轴正方向相同,在O处放一个电荷量q=5108C、质量m=0.010kg的带负电绝缘物块。物块与水平面间的动摩擦因数=0.2,沿x轴正方向给物块一个初速度v0=2m/s，如图所示，求：(1)物块最终停止时的位置;(g取10m/s2)(2)物块在电场中运动过程的机械能增量。任务三 练习巩固1、一带电粒子在电场中只受静电力作用时，它不可能出现的运动状态是()A匀速直线运动 B匀加速直线运动C匀变速曲线运动 D匀速圆周运动2、如图所示，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点自由下落后仍能返回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3、如图所示，一个电子(电荷量为-e，质量为m)以速度v0从A点沿着电场线方向射入场强为E的匀强电场中，到达B点时速度恰为零，求在此过程中，（1）电子的电势能的增量；（2）A、B两点的电势差；（3）A、B两点的距离。4、平行板电容器电容为，带电量为，极板长为，板 间距离为，极板与水平面夹角为。现有一质量为的带电液滴由两极板的中央点从静止开始沿与极板平行的直线运动到达点