模型組合講解——帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)模型doc

1、模型組合講解帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)模型徐征田模型概述帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)也是每年高考中的熱點(diǎn)問(wèn)題，具體來(lái)講有電場(chǎng)對(duì)帶電粒子的加速（減速），涉及內(nèi)容有力、能、電、圖象等各部分知識(shí)，主要考查學(xué)生的綜合能力。模型講解例 . 在與 x 軸平行的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一帶電量為1.010 8 C 、質(zhì)量為 2.510 3 kg 的物體在光滑水平面上沿著x 軸做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其位移與時(shí)間的關(guān)系是x 0.16t0.02t 2，式中 x以米為單位， t 的單位為秒。從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到5s 末物體所經(jīng)過(guò)的路程為_(kāi)m，克服電場(chǎng)力所做的功為 _J。解析：由位移的關(guān)系式x0.16t0.02t 2 可知 v00.16m / s 。1 a

2、0.02 ，所以 a0.04m / s2 ，即物體沿 x 軸方向做勻減速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)2設(shè)從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度為零的時(shí)間為t1 ，則 v0at1故 t1v04s ， s1vt1v0 t10.32ma2第 5s 內(nèi)物體開(kāi)始反向以a20.04m / s2 的加速度做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)s21 a2t220.02m2因此開(kāi)始 5s 內(nèi)的路程為 s1s20.34m ， 5s 末的速度 v2a2t 20.04m / s克服電場(chǎng)力做功W1 mv021 mv223.0 10 5J22點(diǎn)評(píng)：解答本題的關(guān)鍵是從位移與時(shí)間的關(guān)系式中找出物體的初速度和加速度，分析出物體運(yùn)動(dòng) 4s 速度減為零并反向運(yùn)動(dòng)，弄清位移與路程的聯(lián)系和區(qū)別。

3、模型要點(diǎn)力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系牛頓第二定律根據(jù)帶電粒子受到的力，用牛頓第二定律找出加速度，結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式確定帶電粒子的速度、位移等物理量。這條思路通常適用于受恒力作用下的勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。功和能的關(guān)系動(dòng)能定理根據(jù)力對(duì)帶電粒子所做的功 W 及動(dòng)能定理，從帶電粒子運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中能的轉(zhuǎn)化角度，研究帶電粒子的速度變化、經(jīng)歷的位移等，這條思路通常適用于非均勻或均勻變化的磁場(chǎng)，特別適用于非均勻變化的磁場(chǎng)。在討論帶電粒子的加速偏轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)于基本粒子，如電子、質(zhì)子、中子等，沒(méi)有特殊說(shuō)明，其重力一般不計(jì)；帶電粒子如液滴、塵埃、顆粒等沒(méi)有特殊說(shuō)明，其重力一般不能忽略。誤區(qū)點(diǎn)撥一般情況下帶電粒子所受的電場(chǎng)力遠(yuǎn)大于重力，所以可以

4、認(rèn)為只有電場(chǎng)力做功。由動(dòng)能定理 W qU Ek ，此式與電場(chǎng)是否勻強(qiáng)無(wú)關(guān)，與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)、軌跡形狀也無(wú)關(guān)。模型演練如圖 1 所示， A 、 B 兩塊金屬板水平放置，相距d0.6cm ，兩板間加有一周期性變化的電壓， 當(dāng) B 板接地時(shí)， A 板電勢(shì)A 隨時(shí)間 t 變化的情況如圖2 所示。在兩板間的電場(chǎng)中，將一帶負(fù)電的粒子從B 板中央處由靜止釋放，若該帶電粒子受到的電場(chǎng)力為重力的兩倍，要使該粒子能夠達(dá)到A 板，交變電壓的周期至少為多大。 （ g 取 10m / s2 ）圖 1圖 2解析：設(shè)電場(chǎng)力為 F，則 Fmgma1 ，得a1(2mgmg)gm前半周期上升高度：h11 g(T ) 2gT 2，后半周期先減速上升，后加速下降，其加228速度：Fmgma2 得 a23mg3gm減速時(shí)間為 t1gTT則3gt1 ， t162此段時(shí)間內(nèi)上升高度：h213g(T )2gT 22624則上升的總高度： h1h2gT 26后半周期的 Tt1T 時(shí)間內(nèi)，粒子向下加速運(yùn)動(dòng)，下降的高度：23h313g(T )2gT 2236上述計(jì)算說(shuō)明，在一個(gè)周期內(nèi)上升gT2gT26，再回落6，且具有