帶電粒子在電場中的運動(復習

1、帶電粒子在勻強電場中的運動帶電粒子在勻強電場中的運動（復習）（復習）授課人：授課人：易國華易國華2013年：浙江年：浙江24，課標，課標()16，廣東，廣東15，廣西，廣西25，課標，課標()24，北京，北京22，四川，四川102012年：課程標準卷年：課程標準卷18，廣東，廣東20，浙江，浙江20，江蘇，江蘇2，上海，上海2、9考試要求：帶電粒子在勻強電場中的運動考試要求：帶電粒子在勻強電場中的運動（理解、應(yīng)用）（理解、應(yīng)用）近年的考試情況：近年的考試情況：二、物體（粒子）的運動狀態(tài)：二、物體（粒子）的運動狀態(tài)：一、粒子：一、粒子：(1)(1)基本粒子：基本粒子：如電子、質(zhì)子、如電子、質(zhì)子、

2、粒子、離子等除有粒子、離子等除有說明或有明確的暗示以外，一般都不考慮重力說明或有明確的暗示以外，一般都不考慮重力( (但并但并不忽略質(zhì)量不忽略質(zhì)量) )(2)(2)帶電顆粒：帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力物體的運動狀態(tài)是由物體所受的合外力和初速度決定的物體的運動狀態(tài)是由物體所受的合外力和初速度決定的運動狀態(tài)運動狀態(tài)受力和初速度情況受力和初速度情況1.若F合=0，則物體處于平衡狀態(tài)（1）若）若V00，則物體處于靜止狀態(tài)，則物體處于靜止狀態(tài)（2）若）若V00，則物體處于勻

3、速直線運動狀態(tài)，則物體處于勻速直線運動狀態(tài)解題思路解題思路常根據(jù)平衡條件找到力的關(guān)系，從而找出各物理量常根據(jù)平衡條件找到力的關(guān)系，從而找出各物理量間的關(guān)系間的關(guān)系例例1.如圖，用絕緣細線拴住一個質(zhì)量為如圖，用絕緣細線拴住一個質(zhì)量為m，帶，帶電量為電量為+q的小球（可視為質(zhì)點）后懸掛于的小球（可視為質(zhì)點）后懸掛于O點，點，整個裝置處于水平向右的勻強電場中，小球保整個裝置處于水平向右的勻強電場中，小球保持靜止的平衡狀態(tài)，求電場強度的大小持靜止的平衡狀態(tài)，求電場強度的大小 2.2.若若F F合合00且恒定且恒定（1 1）若）若V V0 0=0=0，則物體作初速度為，則物體作初速度為0 0的勻加速直線

4、運的勻加速直線運動。動。（2 2）若）若V V0 000，但，但F F與與V0V0在同一直線上，則物體作在同一直線上，則物體作初速度為初速度為V V0 0的勻變速直線運動。的勻變速直線運動。2022121mVmV axVVattVxatVVmaFtt221202200解題思路解題思路1.動力學方法2.動能定理方法W電+W重2022121mVmV W電=qEd=qU或或例例2.如圖所示，如圖所示，P和和Q為兩平行金屬板，板間電壓為兩平行金屬板，板間電壓U，在在P板附近有一電子由靜止開始向板附近有一電子由靜止開始向Q板運動板運動.關(guān)于電子關(guān)于電子到達到達Q板時的速率，下列說法中正確的是板時的速率，

5、下列說法中正確的是 A.兩板間距離越大，加速時間越長，獲得的速率就越大兩板間距離越大，加速時間越長，獲得的速率就越大 B.兩板間距離越小，加速度越大，獲得的速率就越大兩板間距離越小，加速度越大，獲得的速率就越大 C.與兩板間距離無關(guān)，僅與加速電壓與兩板間距離無關(guān)，僅與加速電壓U有關(guān)有關(guān) D.以上說法都不正確以上說法都不正確C例例3. 如圖所示，在某一真空中，只有水平向右的勻強電場和如圖所示，在某一真空中，只有水平向右的勻強電場和豎直向下的重力場，在豎直平面內(nèi)有初速度為豎直向下的重力場，在豎直平面內(nèi)有初速度為v0的帶電微粒，的帶電微粒，恰能沿圖示虛線由恰能沿圖示虛線由A向向B做直線運動那么做直線

6、運動那么()A微粒帶正、負電荷都有可能微粒帶正、負電荷都有可能B微粒做勻減速直線運動微粒做勻減速直線運動C微粒做勻速直線運動微粒做勻速直線運動D微粒做勻加速直線運動微粒做勻加速直線運動B練習：練習：如圖所示，質(zhì)量如圖所示，質(zhì)量m2.0104 kg、電荷量、電荷量q1.0106 C的帶正電微粒靜止在空間范圍足夠大的電的帶正電微粒靜止在空間范圍足夠大的電場強度為場強度為E的勻強電場中取的勻強電場中取g10 m/s2.(1)求勻強電場的電場強度求勻強電場的電場強度E的大小和方向；的大小和方向；(2)在在t0時刻，電場強度大小突然變?yōu)闀r刻，電場強度大小突然變?yōu)镋04.0103 N/C，方向不變，方向不

7、變 求在求在t0.20 s時間內(nèi)電場力做的功時間內(nèi)電場力做的功；(3)在在t0.20 s時刻突然撤掉電場，求帶電微?；氐匠鰰r刻突然撤掉電場，求帶電微?；氐匠霭l(fā)點時的動能發(fā)點時的動能3.若若FV0，則帶電粒子作類平拋運動（重力不計），則帶電粒子作類平拋運動（重力不計）處理思路：處理思路：類似于平拋運動的處理，應(yīng)用運動的合類似于平拋運動的處理，應(yīng)用運動的合成與分解的方法成與分解的方法沿初速度方向做沿初速度方向做 運動運動沿電場力方向做沿電場力方向做 運動運動加速度為：加速度為：dmqUmqEmFa離開電場時的偏移量：離開電場時的偏移量：2022221dmVqUlaty2000tandmvqUlVa

8、tVVy0Vlt 2002221tandmVqUltVatxy離開電場時的偏轉(zhuǎn)角離開電場時的偏轉(zhuǎn)角的正切：的正切：離開電場時位移與離開電場時位移與V0方向的夾角：方向的夾角：勻速直線勻速直線初速度為初速度為0的勻加速直線的勻加速直線運動時間：運動時間： （能出電場）（能出電場）若若V0是由電壓為是由電壓為U0的加速電場產(chǎn)生的，則的加速電場產(chǎn)生的，則0220224221dUqUldmVqUlaty020002tandUUldmvqUlVatVVy離開電場時的偏移量：離開電場時的偏移量：離開電場時的偏轉(zhuǎn)角離開電場時的偏轉(zhuǎn)角例例4.(2013廣東卷廣東卷)噴墨打印機的簡化模型如噴墨打印機的簡化模型如

9、圖所示重力可忽略的墨汁微滴，經(jīng)帶電圖所示重力可忽略的墨汁微滴，經(jīng)帶電室?guī)ж撾姾?，以速度室?guī)ж撾姾螅运俣葀垂直勻強電場飛入極垂直勻強電場飛入極板間，最終打在紙上則微滴在極板間電板間，最終打在紙上則微滴在極板間電場中場中()A向負極板偏轉(zhuǎn)向負極板偏轉(zhuǎn)B電勢能逐漸增大電勢能逐漸增大C運動軌跡是拋物線運動軌跡是拋物線D運動軌跡與帶電荷量無關(guān)運動軌跡與帶電荷量無關(guān)C練習：練習：如圖所示，虛線如圖所示，虛線PQ、MN間存在如圖所示的水間存在如圖所示的水平勻強電場，一帶電粒子質(zhì)量為平勻強電場，一帶電粒子質(zhì)量為m2.01011 kg、電荷量為電荷量為q1.0105 C，從，從a點由靜止開始經(jīng)電點由靜止開始經(jīng)

10、電壓為壓為U100 V的電場加速后，垂直于勻強電場進入的電場加速后，垂直于勻強電場進入勻強電場中，從虛線勻強電場中，從虛線MN的某點的某點b(圖中未畫出圖中未畫出)離開勻離開勻強電場時速度與電場方向成強電場時速度與電場方向成30角已知角已知PQ、MN間距為間距為20 cm，帶電粒子的重力忽略不計求：，帶電粒子的重力忽略不計求：(1)帶電粒子剛進入勻強電場時的速率帶電粒子剛進入勻強電場時的速率v1；(2)水平勻強電場的場強大?。凰絼驈婋妶龅膱鰪姶笮?；(3)ab兩點間的電勢差兩點間的電勢差練習：練習：一個電子從靜止開始經(jīng)加速電場射出，一個電子從靜止開始經(jīng)加速電場射出，從中線垂直進入偏轉(zhuǎn)電場，剛好

11、離開電場，它從中線垂直進入偏轉(zhuǎn)電場，剛好離開電場，它在離開電場后偏轉(zhuǎn)角正切為在離開電場后偏轉(zhuǎn)角正切為0.5。下列說法中正。下列說法中正確的是確的是 ： A、如果加速電壓變?yōu)樵瓉淼?、如果加速電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，則離開電場倍，則離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.25B、如果加速電壓和偏轉(zhuǎn)電壓都變?yōu)樵瓉淼摹⑷绻铀匐妷汉推D(zhuǎn)電壓都變?yōu)樵瓉淼?倍，倍，則離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為則離開電場后的偏轉(zhuǎn)角正切為0.125C、如果偏轉(zhuǎn)電壓變?yōu)樵瓉淼摹⑷绻D(zhuǎn)電壓變?yōu)樵瓉淼?/2倍，則離開電倍，則離開電場后的偏轉(zhuǎn)距離變?yōu)樵瓉淼膱龊蟮钠D(zhuǎn)距離變?yōu)樵瓉淼?倍倍D、如果加速電壓和偏轉(zhuǎn)電壓都變?yōu)樵瓉淼?、如果加?/p>

12、電壓和偏轉(zhuǎn)電壓都變?yōu)樵瓉淼?/2倍，則離開電場后的偏轉(zhuǎn)距離不變倍，則離開電場后的偏轉(zhuǎn)距離不變1.(2012高考新課標全國卷高考新課標全國卷)如圖所示，平行如圖所示，平行板電容器的兩個極板與水平地面成一角度，板電容器的兩個極板與水平地面成一角度，兩極板與一直流電源相連若一帶電粒子恰兩極板與一直流電源相連若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過電容器，則在此能沿圖中所示水平直線通過電容器，則在此過程中，該粒子過程中，該粒子( )A所受重力與電場力平衡所受重力與電場力平衡B電勢能逐漸增加電勢能逐漸增加C動能逐漸增加動能逐漸增加D做勻變速直線運動做勻變速直線運動2(2013江蘇高三期末江蘇高三期末)質(zhì)量

13、為質(zhì)量為m的小球的小球帶電量為帶電量為q，由長為，由長為l的絕緣繩系住，的絕緣繩系住，在豎直向上場強為在豎直向上場強為E的勻強電場中，為的勻強電場中，為使小球在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運使小球在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動，則在小球運動的過程中動，則在小球運動的過程中()A如果如果Eqmg，最大速度不能大于，最大速度不能大于 B如果如果Eqmg，最大速度不能小于，最大速度不能小于 C如果如果Eqmg，最小速度不能大于，最小速度不能大于 D如果如果Eqmg，最小速度不能小于，最小速度不能小于 mmgqE)(5mmgqE)(5mqEmg)(5mqEmg)(53.帶電粒子以初速帶電粒子以初速v0垂直于電

14、場方向進入平行金屬板形垂直于電場方向進入平行金屬板形成的勻強電場中成的勻強電場中,它離開時偏離原方向它離開時偏離原方向h,偏角為偏角為,下列說下列說法不正確的是法不正確的是( )。A.粒子在電場中做類平拋運動B.偏角與粒子的電荷量和質(zhì)量無關(guān)C.粒子飛過電場的時間決定于極板長和粒子進入電場時的初速度D.粒子偏移距離h可用加在兩極板上的電壓控制4 4(2013(2013武漢高中質(zhì)檢武漢高中質(zhì)檢) )如圖所示，光滑的水平如圖所示，光滑的水平軌道軌道ABAB，與半徑為，與半徑為R R的光滑的半圓軌道的光滑的半圓軌道BCDBCD相切于相切于B B點，點，ABAB水平軌道部分存在水平向右的勻強電場，水平軌道部分存在水平向右的勻強電場，半圓形軌道在豎直平面內(nèi)，半圓形軌道在豎直平面內(nèi)，B B為最低點，為最低點，D D為最高為最高點一質(zhì)量為點一