時帶電粒子在電場中的運動(1)(已修改)
2025-05-31 09:29 本頁面
【正文】 帶電粒子在電場中的運動 第 89課時 一、解決帶電粒子在電場中運動的基本思路： 1．明確研究對象，受力分析． 注意研究對象有兩種： （ 1）帶電的基本粒子：如電子，質(zhì)子，正負離子等，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質(zhì)量）。 （ 2）帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等，一般都考慮重力。 注意電場力的分析 ①電場力的大小和方向不僅跟場強的大小和方向有關(guān)，還與帶電粒子的電量和電性有關(guān)． ②在勻強電場中，同一帶電粒子所受的電場力是恒力． ③在非勻強電場中，同一帶電粒子在不同位置所受的電場力的大小和方向都可能不相同． 2．運動軌跡和過程分析． 3．解題的依據(jù)． 帶電粒子運動形式?jīng)Q定于：粒子的受力情況和初速度情況． （ 1）力的觀點：牛頓運動定律和運動學(xué)公式． （ 2）能量的觀點：動能定理：能量守恒定律． （ 3）動量的觀點：動量定理：動量守恒定律． 例 一條長為 L的細線上端固定在O點，下端系一個質(zhì)量為 m，電量為+q的小球，將它置于一個很大的勻強電場中，小球在 B點平衡，細線與豎直方向的夾角為 α ，求：場強E的最小值和最小時的方向。 平衡 G T Eq 2．運動軌跡和過程分析． 3．解題的依據(jù)． 帶電粒子運動形式?jīng)Q定于：粒子的受力情況和初速度情況． （ 1）力的觀點：牛頓運動定律和運動學(xué)公式． （ 2）能量的觀點：動能定理：能量守恒定律． （ 3）動量的觀點：動量定理：動量守恒定律． 練、如圖所示 ,兩平行金屬板水平放置并接到電源上 ,一個帶電微粒 P位于兩板間恰好平衡 ,現(xiàn)用外力將 P 固定?。ū３制潆姾闪坎蛔儯?,然后使兩板各繞其中點轉(zhuǎn)過 α 角 ,如圖中虛線所示 ,再撤去外力以后 , 則 P在兩板間 （ ） A D P 練、如圖， D為一理想二極管（正向電阻為 0，反向電阻無窮大），平行金屬板 M、 N水平放置，兩板之間有一帶電微粒以速度 v0沿圖示方向做直線運動，當(dāng)微粒運動到 P點時，將 M板迅速向上平移一小段距離，則此后微粒的運動情況是 （ ） A．沿軌跡①運動 B．沿軌跡②運動 C．沿軌跡③運動 D．沿軌跡④運動 B P v0 ① ④ ③ ② D N M 初始狀態(tài)： 帶電粒子沿與電場線平行的方向進入勻強電場 受力特點： 恒力 F電場 與ｖ相同（或相反） 運動特點： 做勻加（或減）速直線運動 解題方法： ? 運用 “ 功能觀點 ” 22011qU mv mv22??? 運用 “ 力的觀點 ” 22 0v v 2 a d??qE qUam m d??U ● m、 q 0v ● vd － － － － + + + + 例 實驗表明，熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在熾熱金屬絲和金屬板間加以電壓 U=2500V，從熾熱金屬絲發(fā)射出的電子在真空中被加速后，從金屬板的小孔穿出。如圖所示，電子穿出后的速度有多大？設(shè)電子剛從金屬絲射出時的速度為零。 思考： （ 2） 電子通過金屬板的時間與什么有關(guān)？ （ 1） 電子通過金屬板的速度與什么有關(guān)？ ACD 練、如圖所示， A、 B為平行金屬板，兩板相距 d，分別與電源兩極相連，兩板的中央各有一個小孔 M、 N。 今有一帶電質(zhì)點，自 A板上方相距為 d的 P點由靜止自由下落（ P、 M、 N在同一豎直線上），空氣阻力不計，到達N孔時速度恰好為零，然后沿原路返回，若保持兩板板間的電壓不變，則（ ） A、把 A板向上平移一小段距離，質(zhì)點自 P點自由下落仍能返回 B、把 A板向下平移一小段距離，質(zhì)點自 P點自由下落后將穿過 N孔繼續(xù)下落 C、把 B板向上平移一小段距離，質(zhì)點自 P點自由下落仍能返回 D、把 B板向下平移一小段距離，質(zhì)點自 P點自由下落后將穿過 N孔繼續(xù)下落 P M N A B d d 練、 (2021年無錫市 )如右圖，真空中兩塊平行金屬板與電源連接 (圖中未畫出 )，且?guī)д姷臉O板接地，兩極板間有場強為 E的勻強電場，以正極板上一點為原點 0，建立坐標(biāo)軸，一質(zhì)量為 m、帶正電、電荷量為 q的帶電粒子(不計重力 )，從 x軸上坐標(biāo)為 x0處靜止釋放． (1)求該粒子在 x0處的電勢能 Epx； (2)試從牛頓第二定律出發(fā)，證明該帶電 粒子在極板間運動過程中，其動能與電 勢能之和保持不變． 說明：粒子射出速度反向延長線與初速延長線交點平分沿初速方向的位移。 初始狀態(tài)：帶電粒子以速度 v0 垂直于電場線方向進入勻強電場 受力特點： 恒力 F與ｖ 0垂直 運動特點： 做類平拋運動 涉及問題的求解： ? 運動時間： 0vLt ?? 運動的加速度： ? 離開電場時的偏移量： 2at21y ?202m dv2qU L?? 離開電場時的偏轉(zhuǎn)角： 0vvta n ???0vat?00vvLmdqU ??20mdvqUL?? 其位移Ｓ與初速方向的夾角 θ ： yta nx??tvat 0221?021vat?? ?? tan21mdqUmqEmFa ???F y Ф V d L + q v0 + + + + + m、US? （ 6）求帶電粒子離開電場時速度的大小。 方法 1:根據(jù)速度合成求解 x0y0v = vq U lv = at =md v22xyV = v + v方法 2:根據(jù)動能定理求解 22011m V m V = q U22（ 7）先從靜止經(jīng) U1加速后，再經(jīng) U2偏轉(zhuǎn)： y=? Tgθ= ？ 2221t a n2yv U q L U Lv d m v U d? ? ? ?2 2221124U q U LLyd m v U d?? ???????? ????① 如果在偏轉(zhuǎn)電極 XX′ 和 YY′ 之間都沒有加電壓 ,則電子槍射出的電子沿直線傳播 ,打在熒光屏 中心 ,在那里產(chǎn)生一個亮斑 . ② YY′ 上加的是待顯示的 信號電壓 .XX′ 上是機器自身的鋸齒形電壓 ,叫做 掃描電壓 .若所加掃描電壓和信號電壓的周期相同 ,就可以在熒光屏上得到待測信號在一個周期內(nèi)變化的圖象 . (8)示波器 示波器是用來
高考資料相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1