帶電粒子電場中的運(yùn)動(dòng)習(xí)題課

1、主要題型：主要題型： 一、從能量觀點(diǎn)處理這類問題一、從能量觀點(diǎn)處理這類問題 三、復(fù)合場問題三、復(fù)合場問題 二、圖象信息題二、圖象信息題 四、作業(yè)四、作業(yè)一、從能量觀點(diǎn)處理這類問題一、從能量觀點(diǎn)處理這類問題 例一：例一：第二教材第二教材33頁第頁第3題題合外力合外力做功做功動(dòng)動(dòng)能變化能變化電場力電場力做功做功電勢電勢能變化能變化除重力、彈簧彈力外其他力做功除重力、彈簧彈力外其他力做功機(jī)械機(jī)械能變化能變化一、從能量觀點(diǎn)處理這類問題一、從能量觀點(diǎn)處理這類問題 例二：例二：第二教材第二教材33頁第頁第4題題1、利用動(dòng)能定理求出相鄰兩等勢面間電場力、利用動(dòng)能定理求出相鄰兩等勢面間電場力做功的大小做功的大

2、小2、利用動(dòng)能定理求出零電勢面的動(dòng)能，、利用動(dòng)能定理求出零電勢面的動(dòng)能，此時(shí)，能量零電勢面的動(dòng)能動(dòng)能此時(shí)，能量零電勢面的動(dòng)能動(dòng)能+電勢能電勢能3、利用能量守恒定律求解、利用能量守恒定律求解二、圖象信息題二、圖象信息題 例一：例一： 平行板相距平行板相距d，中間有正方向水平向左、，中間有正方向水平向左、大小按如圖所示的圖線變化的電場，位于電場中大小按如圖所示的圖線變化的電場，位于電場中a點(diǎn)的質(zhì)量為點(diǎn)的質(zhì)量為m的電子在的電子在t=0時(shí)速度為零，在時(shí)速度為零，在t1s時(shí)，電子離開時(shí)，電子離開a點(diǎn)的距離大小為點(diǎn)的距離大小為l。則：。則：（1）畫出電子運(yùn)動(dòng)的速度圖象）畫出電子運(yùn)動(dòng)的速度圖象（2）在）在t

3、2s時(shí)，電子將處在何處？時(shí)，電子將處在何處？u0u u0 00123t/su/v4二、圖象信息題二、圖象信息題 例一解答：例一解答：u0u u0 00123t/su/v4vm40123t/sv/m/s二、圖象信息題二、圖象信息題 例二：例二： 在真空中，質(zhì)量為在真空中，質(zhì)量為m，電荷量為，電荷量為e的電子被連續(xù)的電子被連續(xù)地射入相距為地射入相距為d的兩平行金屬板之間兩板的右端安放著垂的兩平行金屬板之間兩板的右端安放著垂直于金屬板的靶，靶的中心為直于金屬板的靶，靶的中心為0點(diǎn)兩板不帶電時(shí)，電子將點(diǎn)兩板不帶電時(shí)，電子將沿與兩板等距離的中線打到靶上沿與兩板等距離的中線打到靶上0點(diǎn)，如圖點(diǎn)，如圖所示電

4、子通所示電子通過兩板的時(shí)間為過兩板的時(shí)間為t現(xiàn)在兩板上加一個(gè)如圖現(xiàn)在兩板上加一個(gè)如圖所示變化的電所示變化的電壓，變化的周期也為壓，變化的周期也為t電壓最大值為電壓最大值為u0， t=0時(shí)刻上板電時(shí)刻上板電勢為勢為u0若加電壓后，電子均能通過板而不碰極板求：若加電壓后，電子均能通過板而不碰極板求： (1)在在t=t/2時(shí)刻進(jìn)入的電子，打在靶上的位置距時(shí)刻進(jìn)入的電子，打在靶上的位置距o點(diǎn)的距離點(diǎn)的距離(2)在在t=t時(shí)刻進(jìn)入的電子，打在靶上的位置距時(shí)刻進(jìn)入的電子，打在靶上的位置距0點(diǎn)的距離點(diǎn)的距離二、圖象信息題二、圖象信息題思考：思考：（1）試畫出豎直方向上）試畫出豎直方向上vt圖象圖象（2）當(dāng)電

5、子何時(shí)進(jìn)入電場時(shí)，可分別得到豎直當(dāng)電子何時(shí)進(jìn)入電場時(shí)，可分別得到豎直方向上的最大和最小位移？方向上的最大和最小位移？二、圖象信息題二、圖象信息題 例二解答：例二解答：tu00tu32t2t2t52tt0tv32t2t2t三、復(fù)合場問題三、復(fù)合場問題 例一：例一：第二教材第二教材33頁第頁第5題題 例二：例二： 例三：例三：第二教材第二教材36頁例頁例5第二教材第二教材36頁例頁例6 半徑為半徑為r的絕緣光滑圓環(huán)固定的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套一質(zhì)量為在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套一質(zhì)量為m，帶正電的珠子，空間存在水，帶正電的珠子，空間存在水平向右的勻強(qiáng)電場，如圖所示，平向右的勻強(qiáng)電場，如圖所示

6、，珠子所受靜電力是其重力的珠子所受靜電力是其重力的3/4倍，倍，將珠子從環(huán)上最低位置將珠子從環(huán)上最低位置a點(diǎn)靜止釋放，則珠子點(diǎn)靜止釋放，則珠子所能獲得的最大動(dòng)能所能獲得的最大動(dòng)能ek_.半徑為r的光滑絕緣圓環(huán)固定在豎直面內(nèi)，并處于水平向右的勻強(qiáng)電場中，環(huán)上套有一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球，靜止時(shí)，它和圓環(huán)中心o的連線與豎直方向的夾角為37(如圖所示)，現(xiàn)給小球一瞬時(shí)沖量，小球便在圓環(huán)上運(yùn)動(dòng)，為使小球能在圓環(huán)上做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，這個(gè)沖量大至少為多少？若將小球從環(huán)的最低點(diǎn)由靜止釋放，則小球在環(huán)上的運(yùn)動(dòng)過程中所獲得的最程中所獲得的最大動(dòng)能為多少？（大動(dòng)能為多少？（sin370=0.6,cos370=0.8

7、） e370o本題要求學(xué)生在考慮問題的時(shí)候要全面周密。涉及的知識點(diǎn)主要是物體在豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界條件和動(dòng)能關(guān)系，還有動(dòng)量定理?？疾榱藢W(xué)生應(yīng)用知識解決問題的能力。(1)依題意，在小球靜止時(shí)，受到的重力和電場力的合力，f合=mg/cos370=5mg/4 據(jù)分析，小球要做完整的周圍運(yùn)動(dòng)，關(guān)鍵要到達(dá)圖示的b點(diǎn)，設(shè)小球初速為,ab由動(dòng)能定理：e370mgf合oab-f合2r=0-m2 由動(dòng)量定理： i= m 由得 i=m (2)據(jù)分析小球從最低點(diǎn)由靜止釋放，到a點(diǎn)獲得的動(dòng)能最大，由動(dòng)能定理ek=f合r（1-cos370） = mgr e370mgf合oab作業(yè)：作業(yè)： 1、如圖所示，在沿水平方向

8、的勻強(qiáng)電場中有一固、如圖所示，在沿水平方向的勻強(qiáng)電場中有一固定點(diǎn)定點(diǎn)o，用一根長度為，用一根長度為l=0.40m的絕緣細(xì)線把質(zhì)的絕緣細(xì)線把質(zhì)量為量為m=0.10kg、帶有正電荷的金屬小球掛在、帶有正電荷的金屬小球掛在o點(diǎn)，點(diǎn)，小球靜止在小球靜止在b點(diǎn)時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為點(diǎn)時(shí)細(xì)線與豎直方向的夾角為=37。現(xiàn)將小球拉至位置?，F(xiàn)將小球拉至位置a使細(xì)線水平后由靜使細(xì)線水平后由靜止釋放，求：止釋放，求：（1）小球運(yùn)動(dòng)通過最低點(diǎn)）小球運(yùn)動(dòng)通過最低點(diǎn)c時(shí)的速度大小時(shí)的速度大?。?）小球通過最低點(diǎn)）小球通過最低點(diǎn)c時(shí)時(shí)細(xì)線對小球的拉力大小細(xì)線對小球的拉力大小0bae 2、如圖（甲）所示，、如圖（甲）所示，

9、a、b是真空中平行放置的是真空中平行放置的金屬板，加上電壓后，它們之間的電場可視為勻金屬板，加上電壓后，它們之間的電場可視為勻強(qiáng)電場，強(qiáng)電場，a、b兩板間距離兩板間距離 d=15cm。今在。今在a、b兩板間加上如圖（乙）所示的交變電壓，周期為兩板間加上如圖（乙）所示的交變電壓，周期為t=1.010-6s 。t=0時(shí)，時(shí)，a板電勢比板電勢比b板電勢高，板電勢高，電勢差電勢差u0=1080v，一個(gè)比荷為，一個(gè)比荷為 q/m=1.0108c/kg的帶負(fù)電的粒子在的帶負(fù)電的粒子在t =0的時(shí)刻的時(shí)刻從從b板附近由靜止開始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)重力，問：（板附近由靜止開始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)重力，問：（1）當(dāng)粒子的位移為多大

10、時(shí)，粒子的速度第一次達(dá)到當(dāng)粒子的位移為多大時(shí)，粒子的速度第一次達(dá)到最大？最大速度為多大？最大？最大速度為多大？ （2）粒子撞擊極板時(shí)的速度大??？）粒子撞擊極板時(shí)的速度大小？bad（甲）（甲）作作業(yè)業(yè)56t（乙）（乙）uu0- -u00tut343t 3 3、在真空中，電子（質(zhì)量為、在真空中，電子（質(zhì)量為m m，電量為，電量為e e）連續(xù)）連續(xù)地射入相距為地射入相距為d d的金屬板之間。兩板不帶電時(shí)，電的金屬板之間。兩板不帶電時(shí)，電子將沿與兩板等距離的中線射出，如圖子將沿與兩板等距離的中線射出，如圖10-1410-14（a a）所示，通過兩板的時(shí)間為所示，通過兩板的時(shí)間為t t 。現(xiàn)在極板上加一個(gè)?，F(xiàn)在極板上加一個(gè)如圖如圖10-1410-14（b b）所示變化的電壓，變化的周期也）所示變化的電壓，變化的周期也為為t t ，電壓最大值為，電壓最大值為u u0 0 。若加電壓后，電子均能。若加電壓后，電子均能通過板間而不碰極板，求這些電子離開電場時(shí)，通過板間而不碰極板，求這些電子離開電場時(shí)，垂直于兩板方向的最大位移和最小位移各為多少？垂直于兩板方向的最大位移和最小位移各為多少？。 作作業(yè)業(yè)4 4、半徑為、半徑為r r的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面的絕緣光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套有一質(zhì)量為內(nèi)，環(huán)上套有一質(zhì)量為m m、帶正電的珠子，