帶電體在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)

1、關(guān)于帶電體在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)第一張，PPT共十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月一、帶電體的分類1、基本粒子：如電子、質(zhì)子、粒子、離子等。除有說(shuō)明或明確的暗示以外，一般不考慮重力（質(zhì)量不能忽略）2、帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等。除有說(shuō)明或明確的暗示以外，一般要考慮重力二、帶電體只在電場(chǎng)力作用下的運(yùn)動(dòng)（基本粒子）1、加速電場(chǎng)力做功可以使帶電粒子的動(dòng)能增大相應(yīng)的電場(chǎng)稱為加速電場(chǎng)分析角度力的觀點(diǎn)：帶電粒子受到的電場(chǎng)力與速度在一直線上，做勻變速直線運(yùn)動(dòng)能的觀點(diǎn)：電場(chǎng)力做功等于動(dòng)能的變化第二張，PPT共十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月典型問(wèn)題例：下列粒子從靜止?fàn)顟B(tài)經(jīng)過(guò)電壓為U的電場(chǎng)加速后，速度最大的是：（ ）A

2、、質(zhì)子 ；B、氘核 ；D、鈉離子 。C、粒子 ；例：如圖所示，虛線a、b和c 是某靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為a、b和c，abc，一帶正電的粒子射入電場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線KLMN所示，由圖可知（ ）A粒子從K到L的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功B粒子從L到M的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功C粒子從K到L的過(guò)程中，靜電勢(shì)能增加D粒子從L到M的過(guò)程中，動(dòng)能減小 A第三張，PPT共十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2、偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)以v0垂直于電場(chǎng)進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)所受電場(chǎng)力與初速垂直做類平拋運(yùn)動(dòng)處理方法（參考平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法）vv0vyl/2 ld+-兩板間電壓為Uv0-qF電通過(guò)電場(chǎng)的時(shí)間t帶電粒子偏轉(zhuǎn)角帶電粒子的

3、偏轉(zhuǎn)位移y速度反向延長(zhǎng)線的特點(diǎn)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)第四張，PPT共十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月通過(guò)電場(chǎng)的時(shí)間t 帶電粒子偏轉(zhuǎn)角帶電粒子的偏轉(zhuǎn)位移y粒子穿過(guò)電場(chǎng)過(guò)程中動(dòng)能的增量速度反向延長(zhǎng)線的特點(diǎn)粒子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中射出時(shí)，就好象是從極板間的中央l/2處沿直線射出一樣第五張，PPT共十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月典型問(wèn)題例：不同的帶電粒子（不計(jì)重力），從靜止開(kāi)始由同一電場(chǎng)加速后進(jìn)入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)在什么條件下穿過(guò)電場(chǎng)所需時(shí)間與偏轉(zhuǎn)的角度相同？比荷相同,時(shí)間相同；偏轉(zhuǎn)角相同不需條件 練習(xí)：帶同種電荷的不同粒子（不計(jì)重力），由靜止被電壓為U0的加速電場(chǎng)加速后，垂直進(jìn)入電壓為U的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)并射出，則射出偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)位移與

4、m、q有關(guān)嗎？軌跡相同嗎？偏轉(zhuǎn)位移與m、q無(wú)關(guān)，軌跡相同第六張，PPT共十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月練習(xí)：如圖，電子在電勢(shì)差為U1的加速電場(chǎng)中由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，然后射入電勢(shì)差為U2的兩塊平行極板間的電場(chǎng)中入射方向跟極板平行整個(gè)裝置處在直空中重力可忽略在滿足電子能射出平行板區(qū)的條件下下述四種情況中，一定能使電子的偏轉(zhuǎn)角變大的是 ( ) AU1變大、U2變大BU1變小、U2變大CU1變大、U2變小 DU1變小、U2變小 第七張，PPT共十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月拓展與提高例：如圖所示，兩平行金屬板豎直放置，左極板接地，中間有小孔。右極板電勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示。電子原來(lái)靜止在左極板小孔處。（不

5、計(jì)重力作用）下列說(shuō)法中正確的是A從t=0時(shí)刻釋放電子，電子將始終向右運(yùn)動(dòng)，直到打到右極板上B從t=0時(shí)刻釋放電子，電子可能在兩板間振動(dòng)C從t=T/4時(shí)刻釋放電子，電子可能在兩板間振動(dòng)，也可能打到右極板上D從t=3T/8時(shí)刻釋放電子，電子必將打到左極板上 （）A C第八張，PPT共十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月練習(xí)： 如圖所示，兩塊平行金屬板MN間的距離為d，兩板間電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律如右圖所示電壓的絕對(duì)值為U0t=0時(shí)刻M板的電勢(shì)比N板低在t=0時(shí)刻有一個(gè)電子從M板處無(wú)初速釋放，經(jīng)過(guò)1.5個(gè)周期剛好到達(dá)N板電子的電荷量為e，質(zhì)量為m求：該電子到達(dá)N板時(shí)的速率v在1.25個(gè)周期末該電子和N板間

6、的距離sT/2TodNMU0u-U02Tt第九張，PPT共十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月解：由題意知，電子在第一、三個(gè)T/2內(nèi)向右做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，第二個(gè)T/2內(nèi)向右做末速為零的勻減速運(yùn)動(dòng)。由 知，這三段時(shí)間內(nèi)電子的位移是相同的。在第三個(gè)T/2內(nèi)對(duì)電子用動(dòng)能定理： 其中U=U0/3，得。在第三個(gè)T/2初，電子的位置離N板d/3，在第三個(gè)T/2內(nèi)，電子做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，總位移是d/3，前一半時(shí)間內(nèi)的位移是該位移的1/4，為s/=d/12，因此這時(shí)離D板s= d/3- s/=d/4。第十張，PPT共十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月練習(xí)：如圖所示，A、B為水平放置的平行金屬板，板間距離為d（d

7、遠(yuǎn)小于板的長(zhǎng)和寬）。在兩板之間有一帶負(fù)電的質(zhì)點(diǎn)P。已知若在A、B間加電壓U0，則質(zhì)點(diǎn)P可以靜止平衡?，F(xiàn)在A、B間加上如圖24所示的隨時(shí)間t變化的電壓U。在t=0 時(shí)質(zhì)點(diǎn)P位于A、B間的中點(diǎn)處且初速為0。已知質(zhì)點(diǎn)P能在A、B之間以最大的幅度上下運(yùn)動(dòng)而又不與兩板相碰，求圖中U改變的各時(shí)刻t1、t2、t3及tn的表達(dá)式。（質(zhì)點(diǎn)開(kāi)始從中點(diǎn)上升到最高點(diǎn)或從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，電壓只改變一次。） U2U0Ott1t2t3t4tn第十一張，PPT共十三頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月解：由已知可得：，因此在兩板間有電壓2U0時(shí)，質(zhì)點(diǎn)所受的合外力將是mg，方向豎直向上，加速度為g，方向豎直向上；而兩板間無(wú)電壓時(shí)，質(zhì)點(diǎn)所受的合外力也是mg，方向豎直向下，加速度為g，方向豎直向下。如右圖所示：為使質(zhì)點(diǎn)在兩板間以最大幅度運(yùn)動(dòng)，t=0開(kāi)始應(yīng)使質(zhì)點(diǎn)先勻加速上升d/4到Q，再勻減速上升到M。設(shè)勻加速、勻減速的時(shí)間均為t1，得；從上極板運(yùn)動(dòng)到下極板過(guò)程中，質(zhì)點(diǎn)先勻加速下降d/2到P，再勻減速下降到N。設(shè)勻加速、勻減速的時(shí)間均為t2，得。按照題目要求，可知t1=；t2=2t1+