【正文】 ，然后應用牛頓第二定律及運動學公式加以求解。 若信號電壓 U=Umaxsin wt， y’=20 ()2ql LlUmV d ?maxsin wt=y maxsin wt. y’隨信號電壓同步調變化 ,但由于視覺暫留及熒光物質的殘光特性看到一條豎直亮線 . 加掃描電壓可使這一豎直亮線轉化成正弦圖形。 22LlyLy?? ，可以導出偏移2039。 （三）先加速后偏轉 若帶電粒子先經加速電場（電壓 U 加 ）加速，又進入偏轉電場（電壓 U 偏 ），射出偏轉電場時的側移 2 2 2220xx 2 4 4q U L q U L U Ly a t d m V d q U d U? ? ? ?偏 偏 偏加 加 偏轉角： tgφ =VyV0 =U偏 L2U加 d 帶電粒子的側移量和偏轉角都與質量 m、帶電量 q 無關。 （ 1）垂直電場方向的分運動為勻速直線運動： t=L/V0； vx=v0 ； x=v0t （ 2）平行于電場方向是初速為零的勻加速運動： vy=at ,y=12 at2 經時間 t 的偏轉位移： y=qU2md （ xV0 ） 2； 粒子在 t 時刻的速度： Vt= V02+Vy2 ； 時間相等是兩個分運動聯系橋梁； 偏轉角： tgφ =VyV0 =qUxmdv02 例 4： 如圖 84 所示，一束帶電粒子（不計重力），垂直電場線方向進入偏轉電場，試討論在以下情況下，粒子應具備什么條件才能得到相同的偏轉距離 y 和偏轉角度φ（ U、 d、 L 保持不 （ 1）進入偏轉電場的速度相 同； （ 2）進入偏轉電場的動能相同； （ 3 （ 4 【 審題 】本題是典型的帶電粒子在勻強電場中的偏轉問題，是一個類平拋運動，關鍵是正確推出偏轉距離 y 和偏轉角度φ的表達式，根據題目給出的初始條件得出正確選項。 （二）帶電粒子的偏轉（限于勻強電場） ：帶電粒子以速度 V0 垂直電場線方向飛入勻強電場時，受到恒定的與初速度方向成 900角的電場力作用而做勻變速曲線運動。 （ 2）處理方法：①利用牛頓運動定律結合運動學公式。 m/s 帶電粒子在42TTtt??向 A 板做勻加速運動，在 324TTtt??向 A 板做勻減速運動，速度減為零后將返回，粒子向 A 板運動的可能最大位移 22112 ( )2 4 1 6Ts a aT? ? ? 要求粒子不能到達 A 板，有 s d 由 1fT?，電勢頻率變化應滿足 圖 82 圖 83 第 13 頁 共 21 頁 45 2 1 016af d? ? ?HZ 【 總結】 帶電粒子在周期性變化的勻強電場中的運動比較復雜，運動情況往往由初始條件決定，具體問題需要具體分析。 (2)若 A 板電勢變化周期 T= 105 s,在 t=0 時將帶電粒子從緊臨 B 板處無初速釋放，粒子到達 A 板時動量的大??； (3)A 板電勢變化頻率多大時，在 t=4T到 t=2T時間內從緊臨 B 板處無初速釋放該帶電粒子，粒子不能到達 A 板 . 【 審題 】本題需要正確識別圖像，由圖像提供的信息分析帶電粒子在電場中的受力，由受力情況得出粒子的運動情況，選擇正確的物理規(guī)律進行求解。 【 總結】 本題關鍵是正確使用動能定理，正確得出速度的表達式，由表達式加以討論，進而得出正確選項。因此選項（ D）首先被淘 太。因此 v 與 q 成正比； v 與 m成反比。 2．若以 mp 表示質子 11H 的質量、以 e 表示質子的電量，則根據所學過的原子核知識可知 —— α粒子 He42 的質量應為 4mp、電荷量應為 2e；氚核 H31 的質量應為 3mp、電量應為 e；鈉離子 Na? 的質量比其它三種粒 子的質量都大（由于是選擇判斷題，對此未記質量數也無妨）、電量應為 e。 例 2： 下列粒子從初速度為零的狀態(tài)經過加速電壓為 U 的電場之后，哪種粒子的速度最大？ （ A） a 粒子 （ B）氚核 （ C）質子 （ D）鈉離子 ?aN 【 審題 】 解答本題需要把帶電粒子在電場中加速的知識與原子核知識聯系起來。 【 解析】 帶電粒子在運動過程中，電場力所做的功 W=qU。 說明 ： （ 1）不管是勻強電場還是非勻強電場加速帶電粒子 W=qU 都適應，而 W=qEd，只適應于勻強電場 . （ 2）對于直線加速，實質上是電勢 能轉化為動能，解決的思路是列動能定理的方程（能量觀點）來求解。 粒子動能的變化量等于電場力做的功。 4．強化物理條件意識，運用數學工具（如，拋物線方程、直線方程、反比例函數等）加以分析求解。一般來說，問題涉及時間則優(yōu)先考慮沖量、動量，問題涉及空間則優(yōu)先考慮功、動能。處理帶電粒子運動問題的一般有三條途徑：（ 1）勻變速直線運動公式和牛頓運動定律（ 2）動能定理或能量守恒定律（ 3）動量定理和動量守恒定律 處理直線變速運動問題，除非題目指定求加速度或力，否則最好不要用牛頓第二定律來計算。解答這種問題經常運用電場和力學兩方面的知識和規(guī)律，具體內容如下： 所需電場的知識和規(guī)律有： EqF?→ F=qE； W=qU； EdU?；電場線的性質和分布；等勢面的概念和分布：電勢、電勢差、電勢能、電場力做功與電勢能變化關系 。 3．注 重帶電粒子在電場中運動的過程分析與運動性質分析（平衡、加速或減速、軌跡是直線還是曲線），注意從力學思路 和能量思路考慮問題，且兩條思路并重；同時選擇好解決問題的物理知識和規(guī)律。例如：一個質量為 1 毫克的宏觀顆粒，變換單位后是 1 106 千克，它所受的重力約為 mg=1 106 10=1 105（牛），有可能比它所受的電場力還大，因此就不能再忽略重力的影響了。所以在處理微觀帶電粒子在勻強電場中運動的問題時，一般都可忽 略重力的影響。）如果近似地取 g=10 米 /秒 2，則電子所受的重力也僅僅是 meg= 1030 10=1029(牛 )。 “帶電粒子”一般是指電子、質子及其某些離子或原子核等微觀的帶電體，它們的質量都很小，例如：電子的質量僅為 1030千克、質子的質量也只有 1027千克。處理問題所需的知識都在電場和力學中學習過了，關鍵是怎樣把學過的知識有機地組織起來，這就需要有較強的分析與綜合的能力，為有效突破難點，學習中應重視以下幾方面： ，是否考慮重力要依據具體情況而定。 學生對 物理知識掌握不全，應用數學處理物理問題的能力、綜合分析能力不達標導致解題的困難。 圍繞‘電場’、‘帶電粒子’問題中的力學知識（如：庫侖定律、電場強度、電場力、電場線）與能量知識（如：電勢、電勢能、電勢差、等勢面、電勢能的變化、電場力的功）模糊混淆導致了認知的困難。 【 解析 】 導體桿從靜止開始做勻加速運動，則有 v=at （ 1） ε =BLv （ 2） 設安培力為 F＇，則 F＇ =BIL=B2L2v/R （ 3） 由牛頓第二定律得： F F＇ =ma （ 4） 由（ 1）（ 2）（ 3）（ 4）得 F= ma+ B2L2 at /R 即 F= ma+ at /100 (5) 在圖乙中取兩點坐標值代入上式： t=10s 時， F=2N，有 2= ma+ (6) t=20s 時 ,F=3N,有 3= ma+ (7) 由 (6)(7)解得 m=,a=10m/s2 【 總結 】題中 拉力 F 和安培力都是變力，看上去無從下手，但細一分析桿做勻加速運動，其合外力不變，根據 牛頓第二定律和運動學公式結合圖象給出的有關信息即可求解，從變中求不變是解本題的關鍵。 【 解析 】 ⑴ ab 桿的速度為 v 時，感應電動勢 E=BLv 圖 77 圖 78 第 8 頁 共 21 頁 ∴R vLBLRB L vBB ILF 22??? 根據牛頓第二定律，有 ma=mgsinθ F ∴mR vLBga 22sin ?? ? ⑵當 F=mgsinθ時， ab 桿達最大速度 vmax，所以22max LB sinm gRv ?? 答案：mR vLBsing 22??；22LB sinmgR ? 【 總結 】本題是法拉第電磁感應定律與閉合回路歐姆定律、牛頓第二定律相結合的題目，解這類題目正確受力分析和運動過程分析是關鍵。另外根據受力情況還可以判斷 ab 桿的運動情況， ab 桿下滑過程中速度越來越大，安培力F 越來越大，其合外力越來越小，加速度越來越小，當加速度為零時速度最大，所以 ab 桿做的是加速度逐漸減小的加速運動，最后以最大速度勻速運動。求： ⑴在加速下滑過程中，當 ab 桿的速度大小為 v 時桿中的電流及桿的加速度大??； ⑵在下滑過程中， ab 桿可以達到的速度最大值。導軌和金屬桿的電阻可忽略。 M、 P 兩點間接有電阻值為 R 的電阻，一根質量為 m 的均勻直金屬桿 ab 放在兩導軌上，并與導軌垂直。 【 解析 】 ⑴?sinBdvBLVE ?? ∴?sinRBdvREI ?? ⑵?2 2222 sinR vdBRIP ??熱 ⑶?2 222sinR vdBPP ?? 熱機械或者??? 2 222s i ns i ns i n R vdBvdR B dvBB IL vFvP ????機械 答案：?sinRBdv；?2 222sinR vdB；?2 222sinR vdB 【 總結 】本題是法拉第電磁感應定律與閉合回路歐姆定律、焦耳定律及力學中功率相結合的題目，涉及到能量轉化的問題，扎實的基礎知識是解題的關鍵。 圖 75 圖 76 第 7 頁 共 21 頁 【 審題 】導體棒做切割磁感線運動，導體棒兩端產生的感應電動勢相當于閉合回路的電源，所以題中 R 是外電阻， 金屬棒為電源且電源內阻不計。 例 8： 如圖 76 所示，金屬導軌間距為 d，左端接一電阻 R，勻強磁場的磁感應強度為 B，方向垂直于平行金屬導軌所在的平面，一根長金屬棒與導軌成θ角放置，金屬棒與導軌電阻不計。 答案