[理化生]帶電粒子在電場中加速(已修改)
2024-12-20 00:32 本頁面
【正文】 帶電粒子在電場中的直線運(yùn)動 東平高級中學(xué) 帶電粒子在電場中的運(yùn)動有三種情況： ?⑴靜止 ?⑵直線運(yùn)動（如勻速直線和變速直線） ?⑶曲線運(yùn)動（如平拋、圓周運(yùn)動） 解決帶電粒子在電場中運(yùn)動的基本思路： 1．明確研究對象，受力分析 研究對象有兩種： 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．帶電粒子在電場中加速、減速 ① 先受力分析（重力、 電場力 、彈力、摩擦力） ② 再進(jìn)行運(yùn)動過程分析 ③ 選擇恰當(dāng)規(guī)律解題 解決帶電粒子在電場中運(yùn)動的基本思路： 3．運(yùn)動軌跡和過程分析 帶電粒子運(yùn)動形式?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)動定律和運(yùn)動學(xué)公式． ⑵能的觀點(diǎn)：動能定理、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)過電勢差為 U的加速電場，由動能定理得， v= ； 若初速度為 v0,則 v= 2qUm 20 2 qUv m? 在真空中的一對平行金屬板，兩板間的電勢差為 U，一個質(zhì)量為 m，帶電量 e的電子，由靜止開始運(yùn)動 ,計算從負(fù)極板運(yùn)動到正極板時的速度。 mg U F 例 1．如圖所示，在點(diǎn)電荷 +Q的電場中有 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 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 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 E中，一帶電粒子－ q的初速度 υ0恰與電場線方向相同，則帶電粒子－ q在開始運(yùn)動后，將 ( ) A．沿電場線方向做勻加速直線運(yùn)動 B．沿電場線方向做變加速直線運(yùn)動 C．沿電場線方向做勻減速直線運(yùn)動 D．偏離電場線方向做曲線運(yùn)動 C qE mg 例 2 ． 一個帶正電的微粒，從 A 點(diǎn)射入水平方向的勻強(qiáng)電場中，微粒沿直線 AB 運(yùn)動，如圖， AB 與電場線夾角 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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