[理化生]帶電粒子在電場(chǎng)中加速(已修改)
2024-12-20 00:32 本頁面
【正文】 帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng) 東平高級(jí)中學(xué) 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)有三種情況： ?⑴靜止 ?⑵直線運(yùn)動(dòng)（如勻速直線和變速直線） ?⑶曲線運(yùn)動(dòng)（如平拋、圓周運(yùn)動(dòng)） 解決帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的基本思路： 1．明確研究對(duì)象，受力分析 研究對(duì)象有兩種： ⑴基本粒子：如電子、質(zhì)子、 α粒子、正負(fù)離子等，受到的靜電力一般 遠(yuǎn)大于 重力，通常情況下都不考慮重力。（但并不能忽略質(zhì)量）。 ⑵帶電微粒：如 帶電小球、液滴、塵埃 等，一般都考慮重力。 2．帶電粒子在電場(chǎng)中加速、減速 ① 先受力分析（重力、 電場(chǎng)力 、彈力、摩擦力） ② 再進(jìn)行運(yùn)動(dòng)過程分析 ③ 選擇恰當(dāng)規(guī)律解題 解決帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的基本思路： 3．運(yùn)動(dòng)軌跡和過程分析 帶電粒子運(yùn)動(dòng)形式?jīng)Q定于：粒子的受力情況和初速度情況． 4．解題的依據(jù) ⑴力的觀點(diǎn)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式． ⑵能的觀點(diǎn)：動(dòng)能定理、能量守恒定律． 例如： 若質(zhì)量為 m、電荷量為 q的帶電粒子初速度為零，經(jīng)過電勢(shì)差為 U的加速電場(chǎng)，由動(dòng)能定理得， v= ； 若初速度為 v0,則 v= 2qUm 20 2 qUv m? 在真空中的一對(duì)平行金屬板，兩板間的電勢(shì)差為 U，一個(gè)質(zhì)量為 m，帶電量 e的電子，由靜止開始運(yùn)動(dòng) ,計(jì)算從負(fù)極板運(yùn)動(dòng)到正極板時(shí)的速度。 mg U F 例 1．如圖所示，在點(diǎn)電荷 +Q的電場(chǎng)中有 A、 B兩點(diǎn)，將質(zhì)子和 α粒子分別從 A點(diǎn)由靜止釋放，到達(dá) B點(diǎn)時(shí)它們速度大小之比為多少？ 221,v2v 14= = 2 1v 2 1ABABABqUmvmqmqm???????質(zhì) 質(zhì)質(zhì)解 ： 粒 子 由 到 過 程 中 ， 由 動(dòng) 能 定 理 得 qU 解 得所 以 ： 221,v2v 14= = 2 1v 2 1ABABABqUmvmqmqm???????質(zhì) 質(zhì)質(zhì)解 ： 粒 子 由 到 過 程 中 ， 由 動(dòng) 能 定 理 得 qU 解 得所 以 ： 當(dāng)堂達(dá)標(biāo)： 2 . 下列粒子從靜止?fàn)顟B(tài)經(jīng)過電壓為 U 的電場(chǎng)加速后速度最大的是 A ．質(zhì)子 11H B ．氘核21H C ． α 粒子 42He D ．鈉離子 Na＋ A 跟蹤訓(xùn)練 1. 如圖所示，在勻強(qiáng)電場(chǎng) E中，一帶電粒子－ q的初速度 υ0恰與電場(chǎng)線方向相同，則帶電粒子－ q在開始運(yùn)動(dòng)后，將 ( ) A．沿電場(chǎng)線方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng) B．沿電場(chǎng)線方向做變加速直線運(yùn)動(dòng) C．沿電場(chǎng)線方向做勻減速直線運(yùn)動(dòng) D．偏離電場(chǎng)線方向做曲線運(yùn)動(dòng) C qE mg 例 2 ． 一個(gè)帶正電的微粒，從 A 點(diǎn)射入水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，微粒沿直線 AB 運(yùn)動(dòng)，如圖， AB 與電場(chǎng)線夾角 θ =3 0 176。 ，已知帶電微粒的質(zhì)量 m =1 .0 10－ 7kg ，電量 q = 1. 0 10－ 10C ， A 、 B 相距L =2 0cm ． （ 取 g =1
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