新課標(biāo)人教版3-1選修三19帶電粒子在電場中的運(yùn)動5-資料下載頁
2024-12-09 07:00本頁面
【導(dǎo)讀】能的轉(zhuǎn)化與守恒等力學(xué)規(guī)律。轉(zhuǎn)化兩條線索展開。線運(yùn)動等多種運(yùn)動形式。處理帶電粒子在勻。帶電粒子的受力情況。（２）分析帶電粒子。動還是曲線運(yùn)動。（３）建立正確的物理模。（４）利用物理規(guī)律或其它解。題手段找出物理量間的關(guān)系，雖很多題目所涉及的物理情景基本上相。題，在高考中曾經(jīng)反復(fù)出現(xiàn)過這類試題。觀展示其物理過程。出的初始條件和要求。（４）應(yīng)熟悉帶電粒子在交。下的運(yùn)動可與重力作用下的運(yùn)動類比。在Ｏ點(diǎn)，下端系一個質(zhì)量為m的小球，Ｂ點(diǎn)時平衡，細(xì)線與豎直線的夾角為?直面內(nèi)做圓周運(yùn)動？題時，由于電場力和重力都是恒定的，一個場（合場）。場中做圓周運(yùn)動的條件與在重力場中類似，點(diǎn)，應(yīng)用物理定理或定律的分量形式解題。由于水平方向上做初速為零的勻加速?？梢圆槐乜紤]其中間的相互作用過程。首先要認(rèn)真分析小物體的運(yùn)動狀況，建。開始時，物體從Ａ點(diǎn)由靜止開。力沿ＡＢ管壁向上。直至Ｂ以一定的速度與Ｂ處的。壁向下作勻減速運(yùn)動直至速度為零。
【正文】 速運(yùn)動。根據(jù)分析畫出粒子在 )2(1tTnTt ??? )24( 1 TtT ??的 υ－ t圖像（如上圖所示）。從此時刻進(jìn)入電場時，擊中點(diǎn)在Ｏ ／ 下方的距離為： DE HFB C F DABC SSSd ???下 ＝ 110 )(21 ttmdqU ＋??????? ??? )22(221 01010 TmdqUtmdqUtmdqUT )2(21 1tT? ??? ??? )22( 010 TmdqUtmdqU ??????? )2()22( 10010 tTmdqUTmdqUtmdqU ＝ mdTqUTtmdqU 1643 2021 ? 。 可見，當(dāng) 21 Tt ?，即帶電粒子在 nTt ?/ 時刻入射時，有距Ｏ ／ 點(diǎn)下方最大距離擊中點(diǎn)，最大距離為 mdTqUd 165 20m ax ?下。同理分析可得，在 2TnTt ?? 時刻進(jìn)入的粒子有距Ｏ ／ 點(diǎn)向上的最大位移，即mdTqUd 16 20max ?上 。綜上所述，在距靶ＭＮ的中心點(diǎn)Ｏ ／ 上方 mdTqU16 20 以內(nèi)、下方 mdTqU165 20 以內(nèi)有粒子擊中。 要使粒子能全部打到靶ＭＮ 上，必須使最大偏移 2max dd ?下，即 2165 20 dmdTqU ? ，解得：220 58qTmdU ?。 在解決本題第三小題時有的同學(xué)可能會將大小和方向都不變的電場中帶電粒子運(yùn)動的情況應(yīng)用于此。如果電場的大小和方 向都不變，帶電粒子在電場方向上又沒有位移，電場力做功為零。而本題中，電場的大小和方向都隨時間而變，上述結(jié)論不適用。由 max下d ＝ mdTqUTtmdqU 1643 2010 ?式可求得121 Tt ?時進(jìn)入電場max下d ＝０，即粒子打在Ｏ／ 點(diǎn)。帶電粒子從125TnT? 時刻進(jìn)入電場，先以 mdqUa 01 ? 作勻加速運(yùn)動12T ，再以 mdqUa 2 02 ? 作勻減速運(yùn)動 122T ，速度為零，反向以 mdqUa 2 02 ?作勻加速運(yùn)動 124T ，接著以 mdqUa 01 ?作勻減速運(yùn)動 122T ，速度為零，由于總時間為Ｔ，所以再反向以 mdqUa 01 ?作勻加速運(yùn)動 4T ，最終打在 /O 點(diǎn)。由以上分析可知粒子打在Ｏ ／點(diǎn)時的豎直分速度為： 41 Ta ???＝ mdTqU40 。綜上所述，電場力對每個擊中 /O 點(diǎn)的帶電粒子做的總功為2202 32 )(21 mdTqUmW ?? ? 。 本題在求解過程中利用了υ－ t 圖像以及將 ABU － t圖像轉(zhuǎn)換為 EF － t圖像，圖像法比較直觀，一目了然，這樣對求解本題既方便又快捷。利用圖像解題時特別注意：圖像的曲 線與坐標(biāo)軸所圍的面積等的物理含義。 解決帶電粒子在電場中的運(yùn)動問題，基本上是運(yùn)動學(xué)、動力學(xué)、靜力學(xué)知識的綜合題。處理問題的要點(diǎn)是要區(qū)分不同的物理過程，弄清在不同物理過程中物體 的受力情況及運(yùn)動性質(zhì)，并選用相應(yīng)的物理規(guī)律。
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