高三带电粒子在电场中运动学生.ppt

教育类精品资料 带电粒子在电场中的运动 一 带电粒子在电场中的加速问题 例1 在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动 则关于电子到达Q板时的速率 下列解释正确的是 A 两板间距离越大 加速时间就越长 则获得的速率就越大 B 两板间距离越小 加速时间就越长 则获得的速率就越大C 与两板间的距离无关 仅与加速电压有关D 以上解释都不对 C 例2 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 已知质子和 粒子的电性相同 带电量之比为1 2 质量之比为1 4 则到达B点时 它们的速度大小之比为多少 解 质子和 粒子从A到B运动过程中 分别应用动能定理得 联立 两式可解出它们到达B点时的速度大小之比为 例3 在平行板电容器A B两板上加上如图所示的交变电压 开始B板的电势比A板高 这时两板中间原来静止的电子在电场作用下开始运动 设电子在运动中不与极板发生碰撞 则下述说法正确的是 A 在0 T 2内 电场力对电子所做的功为UeB 电子一直向A板运动C 电子一直向B板运动D 电子先向B板运动 然后向A板运动 再返回B板做来回周期性运动 C 一 带电粒子在电场中的加速问题 在匀强电场中带电粒子做匀加速直线运动 可通过牛顿定律和匀变速运动的运动学公式进行讨论 1 用力和运动的观点讨论 2 用功和能的观点讨论 根据动能定理 在任意电场中可通过 式求解 在匀强电场中即可通过 式又可通过 式求解 二 带电粒子在匀强电场中做类平抛运动 带电粒子在匀强电场中作类平抛运动 U d l m q v0已知 1 穿越时间t 2 穿出速度vt 3 侧移量y 4 vt与v0的夹角 例1 二价氧离子与一价碳离子从水平放置的平行金属板的中央沿垂直于电场方向发射 在下列各种情况下 求它们飞出电场时 在竖直方向上偏移的位移大小之比 射入时速度相同 射入时动能相同 经同一加速电场加速后射入 1 1 3 2 2 1 求解物理量之比的程序设计1 找出所求量的表达式 2 先确定常量 3 再确定所求量 因变量 与表达式中自变量的比例式4 代入数值求解 三 带电粒子在电场中的加速偏转综合问题 带电粒子先经加速电场加速后进入偏转电场做类平抛运动 离开电场时的偏转角 离开电场时的偏移量 带电粒子离开电场时的偏转角和偏移量均与带电粒子的质量和电量无关 只要电性相同的带电粒子 在电场中留下的轨迹相同 所以无法将电性相同的粒子分开 三 带电粒子在电场和重力场的复合场中的运动 例1 在真空室中有两个水平的金属板 板间的距离为h 有一质量为m的小油滴 带电量为q 自上极板的下表面处由静止开始自由下落 当它运动到两极板间距离的中点时 给两极板加电压U 使电荷受到向上的电场力 当电压等于多大 才能使小油滴在刚好接近下极板时 开始向上运动 解 前半程带电油滴做自由落体运动 后半程带电油滴在重力和电场力的共同作用下做匀减速直线运动 到下极板时速度减小为零 然后开始向上运动 整个过程中根据动能定理 所以两极板加的电压 提升物理思想 整个过程运用动能定理解题 例2 一个质量为m 带有电荷 q的小物体 可在水平轨道OX轴上运动 O端固定在墙上 轨道处于匀强电场中 场强大小为E 方向沿OX轴正向 如图所示 小物体以初速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f qE 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 提升物理思想 整个过程运用动能定理解题 三 带电粒子在电场和重力场的复合场中的运动 由于带电粒子在匀强电场中所受的电场力与重力都是恒力 因此其处理方法有以下两种 1 正交分解法 处理这种运动的基本思想与处理偏转运动是类似的 可以将复杂的运动分解为两个互相正交的比较简单的直线运动 2 等效重力法 将重力和电场