20xx-20xx學年高中物理第一章靜電場習題課帶電粒子在電場中的運動學案新人教版選修(已修改)
2025-06-19 13:21 本頁面
【正文】 習題課：帶電粒子在電場中的運動 [學習目標] .一、帶電粒子在電場中的直線運動(1)勻速直線運動：此時帶電粒子受到的合外力一定等于零，即所受到的電場力與其他力平衡.(2)勻加速直線運動：帶電粒子受到的合外力與其初速度方向同向.(3)勻減速直線運動：帶電粒子受到的合外力與其初速度方向反向.(加速或減速)的方法(1)力和加速度方法——牛頓運動定律、勻變速直線運動公式；(2)功和能方法——動能定理；(3)能量方法——能量守恒定律.例1 如圖1所示，水平放置的A、B兩平行板相距h，上板A帶正電，現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電荷量為＋q的小球在B板下方距離B板為H處，以初速度v0豎直向上從B板小孔進入板間電場.圖1(1)帶電小球在板間做何種運動？(2)欲使小球剛好打到A板，A、B間電勢差為多少？答案 (1)做勻減速直線運動(2)解析 (1)帶電小球在電場外只受重力的作用做勻減速直線運動，在電場中受重力和靜電力作用做勻減速直線運動.(2)整個運動過程中重力和靜電力做功，由動能定理得－mg(H＋h)－qUAB＝0－mv解得UAB＝.二、帶電粒子在電場中的類平拋運動：：牛頓運動定律結(jié)合運動學公式、動能定理、功能關(guān)系等.：粒子在哪個方向不受力，在哪個方向受電場力，粒子的運動軌跡向哪個方向彎曲.例2 長為L的平行金屬板水平放置，兩極板帶等量的異種電荷，板間形成勻強電場，一個帶電荷量為＋q、質(zhì)量為m的帶電粒子，以初速度v0緊貼上極板垂直于電場線方向進入該電場，剛好從下極板邊緣射出，射出時速度恰與下極板成30176。角，如圖2所示，不計粒子重力，求：圖2(1)粒子末速度的大?。?2)勻強電場的場強；(3)兩板間的距離.答案 (1) (2) (3)L解析 (1)粒子離開電場時，合速度與水平方向夾角為30176。，由幾何關(guān)系得合速度：v＝＝.(2)粒子在勻強電場中做類平拋運動，在水平方向上：L＝v0t，在豎直方向上：vy＝at，vy＝v0tan 30176。＝，由牛頓第二定律得：qE＝ma解得：E＝.(3)粒子做類平拋運動，在豎直方向上：d＝at2，解得：d＝L.三、帶電粒子在交變電場中的運動例3 在如圖3所示的平行板電容器的兩板A、B上分別加如圖4甲、乙所示的兩種電壓，且不計重力，試分析電子在兩種交變電壓作用下的運動情況，并畫出相應(yīng)的v－t圖象.圖3甲 乙圖4答案 見解析解析 t＝0時，B板電勢比A板高，在電場力作用下，電子向B板(設(shè)為正向)做初速度為零的勻加速直線運動.(1)對于題圖甲，在0～T內(nèi)電子做初速度為零的正向勻加速直線運動，T～T內(nèi)電子做末速度為零的正向勻減速直線運動，然后周期性地重復(fù)前面的運動，其速度圖線如圖(a)所示.(2)對于題圖乙，在0～內(nèi)做類似(1)0～T的運動，～T電子做反向先勻加速、后勻減速、其速度圖線如圖(b)所示.(a) (b)，粒子所受電場力方向?qū)㈦S著電場方向的改變而改變，粒子的運動性質(zhì)也具有周期性.，并輔以v－.針對訓(xùn)練1 (多選)帶正電的微粒放在電場中，則下列說法中正確的是( )圖5～1 s內(nèi)的加速度與1～2 s內(nèi)的加速度相同 s內(nèi)的位移與第3 s內(nèi)的位移相同答案 BD解
教學教案相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1