解決帶電粒子在電場中運動問題的基本思路.ppt

帶電微粒 在電場中的運動,解決帶電粒子在電場中運動問題的 基本思路,1受力分析 研究對象有兩種：帶電粒子和帶電微粒 前者不考慮重力，包括電子、質(zhì)子、粒子等基本粒子或題目提示或暗示忽略重力 后者要考慮重力，如帶電油滴、帶電通草球等或題目提示或暗示不能忽略重力,解決帶電粒子在電場中運動問題的 基本思路,2運動軌跡和過程分析 帶電粒子運動形式?jīng)Q定于：粒子的受力情況和初速度情況,解決帶電粒子在電場中運動問題的 基本思路,3運用適當?shù)囊?guī)律列方程解題 （1）力的觀點：牛頓運動定律和運動學公式 （2）能量的觀點：動能定理和能的轉(zhuǎn)化與守恒定律 注意：電場力做功與路徑無關(guān) （3）動量的觀點：動量定理,帶電微粒在電場中的運動,由于帶電微粒的重力不能忽略， 帶電微粒是在電場和重力場并存的空間里運動，所以受力分析時要注意。,例：如圖所示，質(zhì)量為m，帶電量為+q的滑塊，沿絕緣斜面勻速下滑，當滑塊滑至豎直向下的勻強電場區(qū)域時，滑塊的運動狀態(tài)（ ） A繼續(xù)勻速下滑 B將加速下滑 C將減速下滑 D上述三種情況都有可能發(fā)生,帶電微粒在電場中的直線運動,例：如圖所示，A、B為平行金屬板，兩板相距d，分別與電源兩極相連，兩板的中央各有一個小孔M、N。今有一帶電質(zhì)點，自A板上方相距為d的P點由靜止自由下落（P、M、N在同一豎直線上），空氣阻力不計，到達N孔時速度恰好為零，然后沿原路返回，若保持兩板板間的電壓不變，則 A、把A板向上平移一小段距離，質(zhì)點自P點自由下落仍能返回 B、把A板向下平移一小段距離， 質(zhì)點自P點自由下落后將穿過N孔 繼續(xù)下落 C、把B板向上平移一小段距離， 質(zhì)點自P點自由下落仍能返回 D、把B板向下平移一小段距離， 質(zhì)點自P點自由下落后將穿過N孔 繼續(xù)下落,從P到N的過程中，由動能定理得：,mg2d-Eqd=0,mg2d-Uq=0,當A板向上平移，從P到N的過程中，由動能定理有：,質(zhì)點到N點時，速度 剛好為零。,所以，仍能返回,mg2d-Uq=0,同理，當A板向下平移時，也能返回。,P,M,N,A,B,d,d,h,mg(2d-h),-Uq,=,-0,0,所以，未到N點，已經(jīng)速度減為0，返回。,當B板向上平移h時，從P到N的過程中，由動能定理有：,P,M,N,A,B,d,d,h,mg(2d+h),-Uq,=,-0,vN0,將穿過N孔繼續(xù)下落,當B板向下平移 h時，從P到N的過程中，由動能定理有：,例：質(zhì)量為m的帶電小球在勻強電場中以初速V水平拋出，小球加速度方向豎直向下，大小為g/3,則在小球的豎直分位移為H的過程中，以下結(jié)論中正確的是 A、小球的動能增加了mgh/3 B、小球的電勢能增加了mgh/3 C、小球的機械能減少了mgh/3 D、小球的重力勢能減少了mgh/3,帶電微粒在電場中的曲線運動,例：如圖所示，在豎直平面內(nèi)，有一半徑為R的絕緣的光滑圓環(huán)，圓環(huán)處于場強大小為E，方向水平向右的勻強電場中，圓環(huán)上的A、C兩點處于同一水平面上，B、D分別為圓環(huán)的最高點和最低點M為圓環(huán)上的一點，MOA=45，環(huán)上穿著一個質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球，它正在圓環(huán)上做圓周運動，已知電場力大小qE等于重力的大小mg，且小球經(jīng)過M點時球與 環(huán)之間的相互作用力為零試 確定小球經(jīng)過A、B、C、D點時 的動能各是多少？,解析：小球是在重力、彈力和電場力的作用下做變速圓周運動，其中重力和電場力是恒力，彈力是變力重力和電場力的合力仍為恒力. M點時，由它所受的重力和電場力的合力提供向心力所以用上述條件，根據(jù)牛頓第二定律和圓周運動規(guī)律可求出小球過M點時的動能另外小球在做變速圓周運動的過程中只有重力和電場力做功，這兩個力做功的特點都只與小球的位置變化有關(guān)，而與路徑無關(guān)，因而可借助動能定理解題,根據(jù)牛頓第二定律 當小球從M點運動到A點的過程中，電場力和重力做功分別為 根據(jù)動能定理得：,同理：,也可用等效重力場的方法,例：如圖所示，在水平向右的勻強電場中的A點，有一個質(zhì)量為m，帶電量為-q的油滴以速度v豎直向上運動已知當油滴經(jīng)過最高點B時，速度大小也為v求：場強E的大小及A、B兩點間的電勢差,根據(jù)分運動與合運動的等時性以及勻變速直線運動平均速度公式有： 即H=x 由動能定理： Eqx-mgH=0 再由動能定理： qUAB-mgH=0,解決帶電微粒在電場中運動問題的 基本思路,1.對物體受力分析，確定受力情況。 2.對物體運