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带电粒子在电场中运动 章丘市第四中学高二物理组 郑文峰 知识回顾答案 1 物体做曲线运动的条件是 a与v不共线 2 判断物体运动轨迹是直线还是曲线的依据为 a与v是否共线 3 判断物体是匀变速还是变加速运动的依据为 a是否恒定 4 带电体的重力是否忽略的要求 1 带电粒子 电子 质子 粒子等粒子一般不计重力 2 带电小球 带电尘埃 带电液滴等一般计重力 平抛运动1 其特点 1 只受重力作用 2 加速度和初速度垂直2 分析方法 分解类平抛运动类平抛的本质 加速度恒定并且加速度和初速度垂直类平抛处理方法 分解 如何分解 沿初速度方向和加速度方向 一 带电粒子在电场中的直线运动 例1 一个质量为m 电荷量为 q的带电粒子 重力忽略不计 从静止开始经过匀强电场加速后从两板间穿出 设两板间电压为U 极板间距为d 求穿出时的速度 方法二由动能定理得 拓展 1 如果增大两板间距 如何变化 2 若把匀强电场改为非匀强电场 应如何处理 在电场加速过程中求解速度v时 1 若为匀强电场 则可用牛顿第二定律结合运动学公式或动能定理求解 后者更简捷 2 若为非匀强电场 则一般采用动能定理求解 方法归纳 针对训练1 一个质量为m 带电量为 q的小球 从A点射入水平方向的匀强电场中 小球沿直线AB运动 如图 AB与电场线的夹角为 A B相距为L求 1 说明小球在电场中运动的性质 要求说明理由 2 场强的大小和方向 3 小球若能恰好运动到B点 小球射入电场时的速度 解析 1 通过受力分析知道 小球做匀减速直线运动 二 带电粒子在电场中的偏转 类平抛运动 设极板间的电压为U 两极板间的距离为d 极板长度为L 质量为m 电量为 q的质子垂直射入匀强电场时初速度为 匀速直线运动 初速度为零的匀加速直线运动 中点 例二 如图所示 两组平行板金属板 一组竖直放置 一组水平放置 今有一质量为m电量为 q的带电粒子 不计重力 静止在竖直放置的平行金属板的M点 经电压加速后通过N点进入两板间距为d 长为L 电压为U的水平放置的平行金属板间 若粒子从两极板的正中间射入 且粒子从右侧的A点射出 求 1 对质子受力分析和运动过程分析 2 质子通过N点时的速度大小 3 质子在偏转电场中运行时间t 4 质子在偏转电场中加速度a 5 质子的侧移y 6 质子在离开电场时的位移偏角正切值 7 质子在离开电场时竖直方向的分速度 8 质子离开偏转电场时的速度 9 质子在离开电场时的速度偏角正切值 5 解析 2 由动能定理得 q 3 运行时间 当带电粒子以一定的初速度垂直进入电场时 做类平抛运动 可将运动进行分解 在初速度方向做匀速直线运动 而在电场线平行方向上做匀加速直线运动 小结 一 带电粒子在电场中的直线运动1 若匀强电场 则可用牛顿第二定律结合运动学公式或动能定理求解 后者更简捷2 若为非匀强电场 则采用动能定理求解二 带电粒子在电场中的偏转处理思路 分解 沿初速度方向做匀速直线运动 沿
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