帶電粒子在靜電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題復(fù)習(xí)

1、高中物理選修3-1第一章靜電場(chǎng)復(fù)習(xí)帶電粒子在場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)一、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速問(wèn)題一、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速問(wèn)題2022121mvmvqU2022121cosmvmvqEsmdqUmqEaadvv2202AB B121241122121mqmqvv帶電粒子的運(yùn)動(dòng)為變加速運(yùn)動(dòng)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)為變加速運(yùn)動(dòng), ,不可能通過(guò)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系求解不可能通過(guò)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系求解. .但注意但注意到到W=qUW=qU這一關(guān)系式對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)和非勻強(qiáng)電場(chǎng)都是適用的這一關(guān)系式對(duì)勻強(qiáng)電場(chǎng)和非勻強(qiáng)電場(chǎng)都是適用的, ,因此用能量的因此用能量的觀點(diǎn)入手由動(dòng)能定理求解此題觀點(diǎn)入手由動(dòng)能定理求解此題. .211

2、121vmUqAB222221vmUqAB PQU二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)二、帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng) 根據(jù)帶電粒子的軌跡求解有關(guān)問(wèn)題時(shí), 做出帶電粒子的初速度和電場(chǎng)力矢量?jī)蓚€(gè)有向線段的圖示是解題的出發(fā)點(diǎn)v0FEs1221qq3421mmmqy qmy qy 202)(21vlmdqUy 20121mvqU 1224dUlUy 與q和m無(wú)關(guān)求解物理量之比的程序設(shè)計(jì)求解物理量之比的程序設(shè)計(jì)1.1.找出所求量的表達(dá)式找出所求量的表達(dá)式;2.;2.先確定常量先確定常量;3.;3.再確再確定所求量定所求量( (因變量因變量) )與表達(dá)式中自變量的比例式與表達(dá)式中自變量的比例式4.4

3、.代入數(shù)值求解代入數(shù)值求解. .abcdNM模型化歸：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做“類平拋運(yùn)動(dòng)”v0FEShv020)(21vLmdeUh 2022mdveLUh先找到物理量表達(dá)式先找到物理量表達(dá)式先看常量后看變量先定性判斷后定量計(jì)算先定性判斷后定量計(jì)算0104 . 12VUAB學(xué)會(huì)用能量的觀點(diǎn)處理帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題；曲線運(yùn)動(dòng)的基本解法就是運(yùn)動(dòng)的合成和分解。vAAB1500vBvAvy600ABvv2222121ABABmvmveUabcxyOtvx0221tmqEy cbaxxxcbayyycbatttcbavvvpqEtcbaIII涉及到動(dòng)能的變化,應(yīng)考慮用動(dòng)能定理解題KkEEqEy 2

4、1201)(21vLay KkEEqEy42202)2(21vLay 214yy kkEE417 模型化歸：帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做“類平拋運(yùn)動(dòng)”三、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速偏轉(zhuǎn)綜合問(wèn)題三、帶電粒子在電場(chǎng)中的加速偏轉(zhuǎn)綜合問(wèn)題222001tan2yvqU LU LvmdvU d222201124qUU LLymdvU d帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角和偏移量均與帶電粒子的質(zhì)量和帶電粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角和偏移量均與帶電粒子的質(zhì)量和電量無(wú)關(guān)電量無(wú)關(guān). .只要電性相同的帶電粒子只要電性相同的帶電粒子, ,在電場(chǎng)中留下的軌跡相同在電場(chǎng)中留下的軌跡相同, ,所以無(wú)法將電性相同的粒子分開(kāi)所以無(wú)法將電性相同的粒子分

5、開(kāi). .dv0ULVVULdU400500005. 001. 02222122220121mveU 202212vLmdeUd瞬時(shí)速度是聯(lián)系兩個(gè)過(guò)程的橋梁。U1U2PO212UU 20121mvqU 20222221mdvxqUatydUxUy1224電學(xué)搭臺(tái)，力學(xué)唱戲。U1U2e20121mvqU 2020tanmdvLqUvvydULU122tan平拋運(yùn)動(dòng)不是分解速度，就是分解位移。U0dAB20021mveU 2212tmdeUdtvl0dUUl02)2(200UUeUeeUEK提升物理思想：整個(gè)過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理解題221tmeEy tvd0421200qEdmvEk2022121mvm

6、vqEd2022121mvmvqEy帶電粒子在第一種情況下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在第二種情況下做類平拋運(yùn)動(dòng)兩種情帶電粒子在第一種情況下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在第二種情況下做類平拋運(yùn)動(dòng)兩種情況下帶電粒子的初末動(dòng)能均相同，根據(jù)動(dòng)能定理說(shuō)明電場(chǎng)力做的功相等，而電場(chǎng)力大況下帶電粒子的初末動(dòng)能均相同，根據(jù)動(dòng)能定理說(shuō)明電場(chǎng)力做的功相等，而電場(chǎng)力大小相等，說(shuō)明沿電場(chǎng)力方向的位移相等，由此第二種情況下，帶電粒子的勻速運(yùn)動(dòng)分小相等，說(shuō)明沿電場(chǎng)力方向的位移相等，由此第二種情況下，帶電粒子的勻速運(yùn)動(dòng)分運(yùn)動(dòng)的位移和初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)的位移大小相等均為兩板間的距離運(yùn)動(dòng)的位移和初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)的分運(yùn)動(dòng)的位移大小

7、相等均為兩板間的距離d.d.四、四、 帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的“類斜拋運(yùn)動(dòng)類斜拋運(yùn)動(dòng)”力方向的勻變速直線運(yùn)動(dòng)和垂直于電場(chǎng)力方向力方向的勻變速直線運(yùn)動(dòng)和垂直于電場(chǎng)力方向的勻速的勻速直線運(yùn)動(dòng)直線運(yùn)動(dòng). .這類問(wèn)題比較復(fù)雜這類問(wèn)題比較復(fù)雜, ,一般用動(dòng)能定理一般用動(dòng)能定理求解求解. .v0ABCD 0kkEEydUq曲線運(yùn)動(dòng)的基本解法是運(yùn)動(dòng)的合成和分解，輔助解法是功和曲線運(yùn)動(dòng)的基本解法是運(yùn)動(dòng)的合成和分解，輔助解法是功和能的觀點(diǎn)常用動(dòng)能定理。能的觀點(diǎn)常用動(dòng)能定理。五、帶電粒子在交變電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)五、帶電粒子在交變電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng). .tT2TOU-UudABe物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)由初速

8、度和合外力兩個(gè)因素共同決定不要做亞里士多德物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)由初速度和合外力兩個(gè)因素共同決定不要做亞里士多德的追隨者。的追隨者。tT2TOU-Uutvot/sT2TO2.5-2.5u/VAB29/100 . 4smmdqUadmTmdqUs05. 0)2(212smkgTmamvp/100 . 4219t/sT2TO2.5-2.5u/V做出帶電粒子運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖像可以清楚地看到帶電做出帶電粒子運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間圖像可以清楚地看到帶電粒子一直向粒子一直向A A板運(yùn)動(dòng)且每半個(gè)周期運(yùn)動(dòng)的位移相等板運(yùn)動(dòng)且每半個(gè)周期運(yùn)動(dòng)的位移相等。tvo作圖法解物理題uOU-UtAB2)2)(21TmdqUd 122qUdf

9、mfT1取t=T/2正離子運(yùn)動(dòng)的位移L為板長(zhǎng)臨界狀態(tài)考慮。此時(shí)電場(chǎng)力做功為qU。若dL,則兩板間場(chǎng)強(qiáng)變大，電場(chǎng)力變大，加速度變大，正離子運(yùn)動(dòng)時(shí)間tL,則兩板間場(chǎng)強(qiáng)變小，電場(chǎng)力變小，加速度變小，正離子運(yùn)動(dòng)時(shí)間tT/2，半個(gè)周期正離子不會(huì)到達(dá)B板，半個(gè)周期內(nèi)電場(chǎng)力做功小于qU（加速電壓小于U）,此后電場(chǎng)力做負(fù)功整個(gè)過(guò)程電場(chǎng)力做功一定小于qU。TtuOU- UAB10tvL fnnTt11Lnvf01正離子在垂直于兩板方向做機(jī)械振動(dòng)這樣周期性運(yùn)動(dòng)。Lnvf202六、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)六、帶電粒子在復(fù)合場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 有時(shí)需要結(jié)合直線運(yùn)動(dòng)和曲線運(yùn)動(dòng)的條件進(jìn)行分析。ABE0vmgNqEfsincosm

10、gNqEcossinmgqENcossinsincosmgqEmgqE模型化歸:四個(gè)不在一條直線上的共點(diǎn)力的平衡問(wèn)題，基本解法是正交分解。OOabp omgdUqcoscosmgdUqmgqU/d物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)由初速度和合外力兩個(gè)因素共同決定qU/dABCDv0mgFcosdUqmg 22cosdLLqLdLmgdU22根據(jù)物體做直線運(yùn)動(dòng)的條件進(jìn)行分析準(zhǔn)確規(guī)范認(rèn)真作圖是物理學(xué)習(xí)的基本功。力學(xué)搭臺(tái)，電學(xué)唱戲。CUmgdq40107 . 830tan20210mvFs030tandUqmg mgF2mgvs5 . 24203000vmgFqE300模型化歸：小球做“類豎直上拋運(yùn)動(dòng)”。受力分析和運(yùn)動(dòng)

11、分析是解“力學(xué)題”的生命線。h02UqmghqmghU2提升物理思想：整個(gè)過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理解題AEV0h20210)(mvxqEfmg)(220qEfmgmvx20210mvfsqEhmghfmvhqEmgs2)(220EOX0m -qx200210mvfsqExfmvqExs22200提升物理思想：整個(gè)過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理解題mgdUqtvL0CUmgdq8100 . 12max)(212tgmdeUdABv0模型化歸：過(guò)程一，小球做“勻速直線運(yùn)動(dòng)”；過(guò)程二，小球做“類平拋運(yùn)動(dòng)”，用等效重力的思想把重力和電場(chǎng)力看成等效重力。2min)(212tmdeUgdVLdvgqmdU200)(220max

12、VgLdvqmdU1800)(220max1、.全面地、變化地分析問(wèn)題；2、矛盾的主要方面決定事物是性質(zhì)。EVABVgtv0tvd2EdU gvt0gEvU22曲線運(yùn)動(dòng)的基本解法是運(yùn)動(dòng)的合成和分解。將曲線運(yùn)動(dòng)分解為兩個(gè)互相正交的簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)。E模型化歸： “豎直方向上的彈簧振子”電場(chǎng)力和彈簧力的合力提供回復(fù)力BACO02LvmTCC221)cos1 (BmvmgLLvmTBB2)cos1 (2 mgTB模型化歸： “變速圓周運(yùn)動(dòng)”，基本解法是狀態(tài)方程加過(guò)程方程。受力分析時(shí)，除了力學(xué)的三種力，加上電場(chǎng)力60AOBmgLQqkmgT221kqmgLQ22021)60cos1 (mvmgLLvmLQq