高中物理帶電粒子在勻強電場中綜合問題的解析6教案新人教版選修(已修改)
2025-06-19 23:38 本頁面
【正文】 帶電粒子在勻強電場中綜合問題的解析帶電粒子在勻強電場中的運動，是一個綜合電場力、電勢能的力學問題，研究的方法與質(zhì)點動力學相同，它同樣遵循運動的合成與分解、力的獨立作用原理、牛頓運動定律、動能定理、動量定理、動量守恒定律及能的轉化與守恒等力學規(guī)律。研究時，主要可以從帶電粒子的受力產(chǎn)生加速度及能量轉化兩條線索展開。帶電粒子在勻強電場中的運動狀態(tài)有勻速直線運動、勻變速直線運動及勻變速曲線運動等多種運動形式。處理帶電粒子在勻強電場中運動問題的一般步驟：（１）分析帶電粒子的受力情況。（２）分析帶電粒子的初始狀態(tài)及條件，確定帶電粒子作直線運動還是曲線運動。（３）建立正確的物理模型，進而確定解題方法，是動量守恒，還是能量守恒等。（４）利用物理規(guī)律或其它解題手段（如圖線等）找出物理量間的關系，建立方程組。帶電粒子在交變電場中（矩形方波）的運動問題，涉及到力學和電場知識的綜合應用。雖很多題目所涉及的物理情景基本上相同，給人的直觀感覺也往往相差不多，但由于命題者可以擬定不同的題設條件，假設不同的初始狀態(tài)，又可從不同的角度提出問題，在高考中曾經(jīng)反復出現(xiàn)過這類試題。由于帶電粒子在交變電場中運動時，所受的電場力，產(chǎn)生的加速度以及有關速度、能量都可能出現(xiàn)周期性的變化，所以在解答這類問題時，應重視以下幾點：（１）善于借助圖像來描述粒子在電場中的運動情況，從而直觀展示其物理過程。（２）認真分析題目給出的初始條件和要求。（３）必須全面分析物理過程，確定相關物理量的變化情況，尤其應注意解題過程中的臨界情況的出現(xiàn)，謹防漏解或錯解。（４）應熟悉帶電粒子在交變電場中作不同運動的條件。帶電粒子在勻強電場中綜合問題的具體處理方法：（１）類比與等效；（２）獨立作用原理；（３）全過程法。（４）圖像法一、類比與等效電場力和重力都是恒力，在電場力作用下的運動可與重力作用下的運動類比。例如，垂直射入平行板電場中的帶電粒子的運動可類比于平拋，帶電單擺在豎直方向的勻強電場中的運動可等效于重力場強度g值的變化等。例一、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的小球，將它置于一個很大的勻強電場中，電場強度為Ｅ，方向水平向右，已知小球在Ｂ點時平衡，細線與豎直線的夾角為，如圖所示，求：（１）當懸線與豎直線的夾角為多大時，才能使小球由靜止釋放后，細線到豎直位置時，小球速度恰好為零？（２
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