高中物理選修3-1精品課件：習(xí)題課三-帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1、習(xí)題課三帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)習(xí)題課三帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)圖1精典示例例1如圖1所示，水平放置的A、B兩平行板相距h，上板A帶正電，現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球在B板下方距離B板為H處，以初速度v0豎直向上從B板小孔進(jìn)入板間電場(chǎng)。帶電粒子在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)圖1精典示例(1)帶電小球在板間做何種運(yùn)動(dòng)？(2)欲使小球剛好打到A板，A、B間電勢(shì)差為多少？(1)帶電小球在板間做何種運(yùn)動(dòng)？1帶電粒子在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)(1)勻速直線運(yùn)動(dòng)：此時(shí)帶電粒子受到的合外力一定等于零，即所受到的電場(chǎng)力與其他力平衡。(2)勻加速直線運(yùn)動(dòng)：帶電粒子受到的合外力與其初速度方向同向。(3)勻減

2、直線運(yùn)動(dòng)：帶電粒子受到的合外力與其初速度方向反向。2分析帶電粒子在電場(chǎng)中做直線運(yùn)動(dòng)的方法(1)動(dòng)力學(xué)方法牛頓運(yùn)動(dòng)定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式。(2)功和能方法動(dòng)能定理。(3)能量方法能量守恒定律。高中物理選修3-1精品課件：習(xí)題課三-帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)針對(duì)訓(xùn)練1 (多選)如圖2所示，M、N是真空中的兩塊平行金屬板，質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子，以初速度v0由小孔進(jìn)入電場(chǎng)，當(dāng)M、N間電壓為U時(shí)，粒子恰好能到達(dá)N板。如果要使這個(gè)帶電粒子到達(dá)M、N板間距的 后返回，下列措施中滿足要求的是(不計(jì)帶電粒子的重力)()圖2針對(duì)訓(xùn)練1 (多選)如圖2所示，M、N是真空中的兩塊平行答案BD答案BD帶電粒子在

3、電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng)精典示例例2 長(zhǎng)為L(zhǎng)的平行金屬板豎直放置，兩極板帶等量的異種電荷，板間形成勻強(qiáng)電場(chǎng)，一個(gè)帶電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子，以初速度v0緊貼左極板垂直于電場(chǎng)線方向進(jìn)入該電場(chǎng)，剛好從右極板邊緣射出，射出時(shí)速度恰與右極板成30角，如圖3所示，不計(jì)粒子重力，求：圖3帶電粒子在電場(chǎng)中的類平拋運(yùn)動(dòng)精典示例圖3(1)粒子末速度的大??；(2)勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)；(3)兩板間的距離。(1)粒子末速度的大??；高中物理選修3-1精品課件：習(xí)題課三-帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(1)分析帶電粒子在電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)的方法：利用運(yùn)動(dòng)的合成與分解把曲線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)。利用的物理規(guī)律有：牛頓運(yùn)動(dòng)定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公

4、式、動(dòng)能定理、功能關(guān)系等。(2)分析此類問題要注意：粒子在哪個(gè)方向不受力，在哪個(gè)方向受電場(chǎng)力，粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡向哪個(gè)方向彎曲。 高中物理選修3-1精品課件：習(xí)題課三-帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)針對(duì)訓(xùn)練2 (2018黃岡模擬)如圖4所示，一電荷量為q的帶電粒子以一定的初速度由P點(diǎn)射入勻強(qiáng)電場(chǎng)，入射方向與電場(chǎng)線垂直，粒子從Q點(diǎn)射出電場(chǎng)時(shí)，其速度方向與電場(chǎng)線夾角為30。已知?jiǎng)驈?qiáng)電場(chǎng)的寬度為d，P、Q兩點(diǎn)的電勢(shì)差為U，不計(jì)重力作用，設(shè)P點(diǎn)的電勢(shì)為零。則下列說法正確的是()圖4針對(duì)訓(xùn)練2 (2018黃岡模擬)如圖4所示，一電荷量為答案C答案C帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)精典示例例3 在如圖5所示的平行板電容器的

5、兩板A、B上分別加如圖6甲、乙所示的兩種電壓，開始B板的電勢(shì)比A板高。在電場(chǎng)力作用下原來靜止在兩板中間的電子開始運(yùn)動(dòng)。若兩板間距足夠大且不計(jì)重力，試分析電子分別在甲、乙兩種交變電壓作用下的運(yùn)動(dòng)情況，并定性畫出相應(yīng)的vt圖象。圖5圖6帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)精典示例圖5圖6答案見解析答案見解析針對(duì)訓(xùn)練3 (多選)帶正電的微粒放在電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)的大小和方向隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖7所示。帶電微粒只在電場(chǎng)力的作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，則下列說法中正確的是()圖7A微粒在01 s內(nèi)的加速度與12 s內(nèi)的加速度相同B微粒將沿著一條直線運(yùn)動(dòng)C微粒做往復(fù)運(yùn)動(dòng)D微粒在第1 s內(nèi)的位移與第3 s內(nèi)的位移相同針對(duì)訓(xùn)練3

6、(多選)帶正電的微粒放在電場(chǎng)中，場(chǎng)強(qiáng)的大小和解析設(shè)粒子的速度方向、位移方向向右為正，作出粒子的vt圖象如圖所示。由圖可知選項(xiàng)B、D正確。答案BD解析設(shè)粒子的速度方向、位移方向向右為正，作出粒子的vt圖要點(diǎn)歸納1解決電場(chǎng)(復(fù)合場(chǎng))中的圓周運(yùn)動(dòng)問題，關(guān)鍵是分析向心力的來源，指向圓心的力提供向心力，向心力的提供有可能是重力和靜電力的合力，也有可能是單獨(dú)的重力或靜電力。2有時(shí)可以把復(fù)合場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)等效為豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，找出等效“最高點(diǎn)”和“最低點(diǎn)”。帶電體(或帶電粒子)在電場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)要點(diǎn)歸納帶電體(或帶電粒子)在電場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)精典示例例4 如圖8所示，半徑為r的絕緣細(xì)圓環(huán)的環(huán)面固定在水平面

7、上，場(chǎng)強(qiáng)為E的勻強(qiáng)電場(chǎng)與環(huán)面平行。一電荷量為q、質(zhì)量為m的小球穿在環(huán)上，可沿環(huán)做無摩擦的圓周運(yùn)動(dòng)，若小球經(jīng)A點(diǎn)時(shí)，速度vA的方向恰與電場(chǎng)垂直，且圓環(huán)與小球間沿水平方向無力的作用，求：圖8精典示例圖8(1)速度vA的大?。?2)小球運(yùn)動(dòng)到與A點(diǎn)對(duì)稱的B點(diǎn)時(shí)，對(duì)環(huán)在水平方向的作用力的大小。(1)速度vA的大?。桓咧形锢磉x修3-1精品課件：習(xí)題課三-帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)針對(duì)訓(xùn)練4 如圖9所示，ABCD為放在E1.0103 V/m的水平勻強(qiáng)電場(chǎng)中的絕緣光滑軌道，其中BCD部分是直徑為20 cm的半圓環(huán)，AB15 cm，今有m10 g、q104 C 的小球從靜止由A起沿軌道運(yùn)動(dòng)，求：圖9(1)運(yùn)動(dòng)到圖中C處時(shí)速度；(2)在C處時(shí)對(duì)