帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)(更新版)
【正文】 相應(yīng)的電子射出A、B兩板間電場(chǎng)區(qū)時(shí)的y方向分速度射出電場(chǎng)區(qū)后，電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，它打到記錄圓筒上的偏轉(zhuǎn)，即打到記錄紙上的最大y坐標(biāo)可由下式求得由①、③、④式及題給數(shù)據(jù)可求得掃描階段：如果記錄電子偏轉(zhuǎn)的工具是一個(gè)不動(dòng)的固定記錄屏，則不同時(shí)刻的電子打在屏的記錄紙上的位置是在一條與豎直方向平行的直線上。加速階段：從電極K發(fā)出的電子的初速度為0，設(shè)經(jīng)加速電場(chǎng)后由小孔S沿中心線射入A、B兩水平金屬板的初速度為v0，則由能量關(guān)系得其中m、e分別為電子的質(zhì)量和電量，U0為加速電壓。由題意可知，它在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間只能是電壓變化周期的整數(shù)倍，即在一個(gè)周期內(nèi)，前半個(gè)周期粒子豎直方向的速度從零增加至vy，后半個(gè)周期再?gòu)膙y減少至零，但必須注意到粒子在豎直方向一直朝著一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，先加速后減速，再加速【解題方法】 運(yùn)動(dòng)的合成與分解、牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式。【分析思路】 帶正電的小球逆著電場(chǎng)線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，其在水平方向作勻減速直線運(yùn)，在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)。在電場(chǎng)力作用下，帶電粒子沿電場(chǎng)力方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由電場(chǎng)隨時(shí)間的變化規(guī)律可知，不管粒子在什么時(shí)刻進(jìn)入，加速時(shí)間總等于向的分速度總是相同的，垂直于兩極板方向的位移大小僅取決于勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)垂直極板方向的分速度的大小。其受力如圖138，則Fsinθ=maFcosθmg=0由以上兩式解得第1秒內(nèi)的加速度a=gtg37176。第1秒內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)方向如圖137所示，θ=37176。(2)功能觀點(diǎn)對(duì)于有變力參加作用的帶電體的運(yùn)動(dòng)，必須借助于功能觀點(diǎn)來(lái)處理。電量為q的帶電粒子由靜止經(jīng)過(guò)電勢(shì)差為U的電場(chǎng)加速后，根據(jù)動(dòng)能定理及電場(chǎng)力做功公式可求得帶電粒子獲得的速度大小為可見(jiàn)，末速度的大小與帶電粒子本身的性質(zhì)(q/m)有關(guān)。設(shè)兩板間的電勢(shì)差為U，板長(zhǎng)為L(zhǎng)，板間距離為d。②用包括靜電勢(shì)能、內(nèi)能在內(nèi)的能量守恒定律?！痉治鏊悸贰俊?帶電質(zhì)點(diǎn)第1秒內(nèi)沿x軸作直線運(yùn)動(dòng)，由直線運(yùn)動(dòng)的條件可知，第1秒內(nèi)該質(zhì)點(diǎn)所受合外力一定與x軸在同一直線上，由此可判斷出該質(zhì)點(diǎn)帶正電，且其所受電場(chǎng)力的豎直分量與重力平衡，水平分力提供加速度，故質(zhì)點(diǎn)做勻減速運(yùn)動(dòng)。第2秒內(nèi)物體的加速度質(zhì)點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)的距離即第2秒末物體的坐標(biāo)為(0，)?！窘忸}】 帶電粒子在電場(chǎng)中平行兩極板的方向作勻速直線運(yùn)動(dòng)，故帶電粒子在兩金屬板中運(yùn)動(dòng)時(shí)間與電場(chǎng)存在無(wú)關(guān)，均為T(mén)。【解題方法】 運(yùn)動(dòng)的合成與分解、自由落體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律及動(dòng)能定理。在每個(gè)電子通過(guò)電場(chǎng)區(qū)域的極短時(shí)間內(nèi)，電場(chǎng)可視作恒定的。但題目說(shuō)明“A、B間的電場(chǎng)可看作是均勻的，且兩板外無(wú)電場(chǎng)。由于圓筒的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，不同時(shí)刻打到圓筒的記錄紙上的x坐標(biāo)是不同的。從上面的分析可以看出，本題涉及的電子通過(guò)加速電場(chǎng)和偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)等內(nèi)容都是學(xué)生熟悉的，有新意的地方在于，把常見(jiàn)的固定電子接收屏改為轉(zhuǎn)動(dòng)的記錄圓筒，加進(jìn)了掃描因素，這樣就構(gòu)成了一個(gè)情境較新的題目，需要靈活地運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，獨(dú)立地進(jìn)行分析討論。用一些事情，總會(huì)看清一些人。學(xué)習(xí)參
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