解决带电粒子在电场中运动问题的基本思路ppt课件

1、处理带电粒子在电场中运动问题的处理带电粒子在电场中运动问题的根本思绪根本思绪 v1受力分析受力分析v研讨对象有两种：带电粒子和带电微粒研讨对象有两种：带电粒子和带电微粒v前者不思索重力，包括电子、质子、前者不思索重力，包括电子、质子、粒子等根本粒子或标题提示或暗示忽略粒子等根本粒子或标题提示或暗示忽略重力重力v后者要思索重力，如带电油滴、带电通后者要思索重力，如带电油滴、带电通草球等或标题提示或暗示不能忽略重力草球等或标题提示或暗示不能忽略重力处理带电粒子在电场中运动问题的处理带电粒子在电场中运动问题的根本思绪根本思绪 v2运动轨迹和过程分析运动轨迹和过程分析v带电粒子运动方式决议于：粒子的受

2、力带电粒子运动方式决议于：粒子的受力情况和初速度情况情况和初速度情况处理带电粒子在电场中运动问题的处理带电粒子在电场中运动问题的根本思绪根本思绪 v3运用适当的规律列方程解题运用适当的规律列方程解题 v1力的观念：牛顿运动定律和运动力的观念：牛顿运动定律和运动学公式学公式v2能量的观念：动能定理和能的转能量的观念：动能定理和能的转化与守恒定律化与守恒定律v留意：电场力做功与途径无关留意：电场力做功与途径无关v3动量的观念：动量定理动量的观念：动量定理带电微粒在电场中的运动带电微粒在电场中的运动v由于带电微粒的重力不能忽略，由于带电微粒的重力不能忽略， 带电微带电微粒是在电场和重力场并存的空间里

3、运动，粒是在电场和重力场并存的空间里运动，所以受力分析时要留意。所以受力分析时要留意。v例：如下图，质量为例：如下图，质量为m，带电量为，带电量为+q的滑块，的滑块，沿绝缘斜面匀速下滑，当滑块滑至竖直向下沿绝缘斜面匀速下滑，当滑块滑至竖直向下的匀强电场区域时，滑块的运动形状的匀强电场区域时，滑块的运动形状 vA继续匀速下滑继续匀速下滑vB将加速下滑将加速下滑vC将减速下滑将减速下滑vD上述三种情况都有能够发生上述三种情况都有能够发生带电微粒在电场中的直线运动带电微粒在电场中的直线运动v例：如下图，例：如下图，A、B为平行金属板，两板相距为平行金属板，两板相距d，分，分别与电源两极相连，两板的中

4、央各有一个小孔别与电源两极相连，两板的中央各有一个小孔M、N。今有一带电质点，自今有一带电质点，自A板上方相距为板上方相距为d的的P点由静止点由静止自在下落自在下落P、M、N在同一竖直线上，空气阻力在同一竖直线上，空气阻力不计，到达不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路前往，孔时速度恰好为零，然后沿原路前往，假设坚持两板板间的电压不变，那么假设坚持两板板间的电压不变，那么vA、把、把A板向上平移一小段间隔，质点自板向上平移一小段间隔，质点自P点自在下点自在下落仍能前往落仍能前往vB、把、把A板向下平移一小段间隔，板向下平移一小段间隔，v质点自质点自P点自在下落后将穿过点自在下落后将穿过N孔孔

5、v继续下落继续下落vC、把、把B板向上平移一小段间隔，板向上平移一小段间隔，v质点自质点自PP点自在下落仍能前往点自在下落仍能前往vD、把、把B板向下平移一小段间隔，板向下平移一小段间隔，v质点自质点自P点自在下落后将穿过点自在下落后将穿过N孔孔v继续下落继续下落PMNABddPMNABddmgEqmg从从P到到N的过程中，由的过程中，由动能定理得：动能定理得：mg2d-Eqd=0mg2d-Uq=0当当A板向上平移，从板向上平移，从P到到N的过程中，由动能定的过程中，由动能定理有：理有：质点到质点到N点时，速度点时，速度刚好为零。刚好为零。所以，仍能前往所以，仍能前往mg2d-Uq=0同理，当

6、同理，当A板向下平板向下平移时，也能前往。移时，也能前往。PMNABddhmg(2d-h)mvN212-Uq=-00所以，未到所以，未到N点，曾经点，曾经速度减为速度减为0，前往。，前往。当当B板向上平移板向上平移h时，时，从从P到到N的过程中，由的过程中，由动能定理有：动能定理有：mvN212PMNABddhmg(2d+h)mvN212-Uq=-0vN0将穿过将穿过N孔继续下落孔继续下落当当B板向下平移板向下平移 h时，时，从从P到到N的过程中，由的过程中，由动能定理有：动能定理有：例：质量为例：质量为m的带电小球在匀强电场中以的带电小球在匀强电场中以初速初速V程度抛出，小球加速度方向竖直程

7、度抛出，小球加速度方向竖直向下，大小为向下，大小为g/3,那么在小球的竖直分那么在小球的竖直分位移为位移为H的过程中，以下结论中正确的的过程中，以下结论中正确的选项是选项是A、小球的动能添加了、小球的动能添加了mgh/3B、小球的电势能添加了、小球的电势能添加了mgh/3C、小球的机械能减少了、小球的机械能减少了mgh/3D、小球的重力势能减少了、小球的重力势能减少了mgh/3带电微粒在电场中的曲线运动带电微粒在电场中的曲线运动例：如下图，在竖直平面内，有一半径为例：如下图，在竖直平面内，有一半径为R的的绝缘的光滑圆环，圆环处于场强大小为绝缘的光滑圆环，圆环处于场强大小为E，方向程度向右的匀强

8、电场中，圆环上的方向程度向右的匀强电场中，圆环上的A、C两点处于同一程度面上，两点处于同一程度面上，B、D分别为圆环的分别为圆环的最高点和最低点最高点和最低点M为圆环上的一点，为圆环上的一点，MOA=45，环上穿着一个质量为，环上穿着一个质量为m，带电，带电量为量为+q的小球，它正在圆环上做圆周运动，的小球，它正在圆环上做圆周运动，知电场力大小知电场力大小qE等于重力的大小等于重力的大小mg，且小，且小球经过球经过M点时球与点时球与环之间的相互作用力为零试环之间的相互作用力为零试确定小球经过确定小球经过A、B、C、D点时点时的动能各是多少？的动能各是多少？解析：小球是在重力、弹力和电场力的作用

9、解析：小球是在重力、弹力和电场力的作用下做变速圆周运动，其中重力和电场力是恒力，下做变速圆周运动，其中重力和电场力是恒力，弹力是变力重力和电场力的合力仍为恒力弹力是变力重力和电场力的合力仍为恒力. .M M点时，由它所受的重力和电场力的合力提供点时，由它所受的重力和电场力的合力提供向心力所以用上述条件，根据牛顿第二定律向心力所以用上述条件，根据牛顿第二定律和圆周运动规律可求出小球过和圆周运动规律可求出小球过M M点时的动点时的动能另外小球在做变速圆周运动的过程中只需能另外小球在做变速圆周运动的过程中只需重力和电场力做功，这两个力做功的特点都只重力和电场力做功，这两个力做功的特点都只与小球的位置

10、变化有关，而与途径无关，因此与小球的位置变化有关，而与途径无关，因此可借助动能定了解题可借助动能定了解题 根据牛顿第二定律当小球从M点运动到A点的过程中，电场力和重力做功分别为根据动能定理得：同理：同理：也可用等效重力场的方法也可用等效重力场的方法例：如下图，在程度向右的匀强电场中的例：如下图，在程度向右的匀强电场中的A A点，有一个质量为点，有一个质量为m m，带电量为，带电量为-q-q的油滴以的油滴以速度速度v v竖直向上运动知当油滴经过最高点竖直向上运动知当油滴经过最高点B B时，速度大小也为时，速度大小也为v v求：场强求：场强E E的大小及的大小及A A、B B两点间的电势差两点间的电势差根据分运动与合运动的等时性以及匀变速直线运根据分运动与合运动的等时性以及匀变速直线运动平均速度公式有：动平均速度公式有： 即即H=xH=x 由动能定理：由动能定理： Eqx-mgH=0 Eqx-mgH=0 再由动能定理：再由动能定理： qUAB-mgH=0 qUAB-mgH=0处理带电微粒在电场中运动问题的处理带电微粒在电场中运动问题的根本思绪根本思绪 v1.对物体受力分析，确定受力情况。对物体受力分析，确定受力情况。 v2.对物体运动形状分