带电粒子在匀强电场中的运动_专题复习.doc

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1、专题复习带电粒子在匀强电场中的运动基础知识1.电势差与电场强度的关系在匀强电场中，场强的方向是指向电势降低最快的方向，沿场强方向的两点间的电势差等于场强和这阴点间的距离的乘积，即U=Edo或者说，场强在数值上等于沿场强方向每单位距离上降低的电势,BPE=U/do电场强度跟电场对电荷的作用力是相联系的，电势差是跟电场力移动电荷做功相联系的，因此E=U/d是电场力的性质与电场能的性质的有机结合，是本章中的一个非常重要的关系。2.平行板电容器若带电，中间会形成匀强电场，带电粒子或微粒在电场中的受力和运动情

2、况是很重要的一类问题。（1）带电粒子在电场中的运动由粒子的初始状态和受力情况决定。在非匀强电场中，带电粒子受到的电场力是变力，解决这种类型的问题只有用动能定理求解。在匀强电场中，带电粒了受到的是恒力，若带电粒了初速度为零或初速度方向平行于电场方向，带电粒了将做匀变速直线运动；若带电粒子初速度方向垂直于电场方向，带电粒子做类平抛运动，根据运动规律求解。（2）带电小球、带电微粒（计重力）或质点在匀强电场中运动，由于带电小球、带电微粒和带电质点同时受到重力和电场力的作用，其运动情况巾重力和电场力共同决定。

3、乂因为重力和电场力都是恒力，其做功特点一样，常将带电小球、带电微粒和带电质点的运动环境想象成一等效场，等效场的大小和方向由重力场和电场共同决定。（3）在带电粒子的加速或偏转的问题中，何时•考虑粒子的重力？何时■不让重力？一般来说：%1基本粒子：如电子、质子、a粒子、离子等除有特别说明或有明确暗示以外，一•般都不考虑重力（但不忽略质量）。%1带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等除有特别说明或有明确暗示以外，一般都不能忽略重力。【典型例题】1.带电粒了在电场中的加速问题带电粒了在电场中会受到电场力的作用

4、，电场力往往会对粒了做功，从而改变粒了的动能或速度，应用电场力做功的特点、动能定理及运动规律，可以解决这一类问题。例1.两平行金属板相距为d,电势差为U,一电子质量为m,电荷量为e,从0点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图所示，页"，此电子具有的初动能是（）竺四主A.UB,C.<*D.4一A「_.0冷~U~解析：电子从。点到A点，因受屯场力作用，速度逐渐减小，根据题意和图示可知,电子仅受电场力，由能量关系：所以M■才，故D正确答案：D1.正确运用类平抛运动的规律分析解决带电粒子在匀

5、强电场中的偏转问题带电粒了以垂直于场强的方向射入匀强电场中，将做类平抛运动，类平抛运动的规律是适用的。例2.一束质量为m、电荷量为q的带电粒子以平行于两极板的速度％进入匀强电场，如图所示。如果两极板间电压为U,两极板间的距离为d、板OLo设粒了束不会击中极板,则粒子从进入电场到6出极板时电势能的变化量为o（粒子的重力忽略不计）解析：水平方向匀速，则运动时间—at'竖直方向加速，则侧移2③由①②③得'泣记则电场力做功d2*■岫**打"由功能原理得电势能减少了73答案：2«&例3.—束电子流在经U=50

6、00V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示,若两板间距d=1.0cm,板长/=5.0cm,那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？解析：在加速电压一定时，偏转电压了越大，电子在极板间的偏距就越大。当偏转电压大到使电子刚好擦着极板的边缘飞出，此时的偏转电压，即为题目要求的最大电压。加速过程，由动能定理得：2'①进入偏转电场，电子在平行于板面的方向上做匀速运动/-*•*②在垂直于板面的方向做匀加速直线运动，加速度：■■■血③偏距2④由①〜⑤式得：2x

7、5000x(LOx!0^>3"CSJixio^-r-4.0xI03K要使电子能0出，所加电压最大为400V。答案：400V1.电场与重力场叠加的问题有的带电体在电场中运动时不能忽略重力，那么它们将受电场力和重力两个力的作用。例4.两平行金属板A、B水平放置，一个质量为•■5x1(T4kg的帝电微粒以今・2m/s的水平速度从两极板正中位置射入电场，如图所示，A、B间距为d・4on,板长/=10cm。(g取lOm/s2)(1)当A、B间电压时，微粒恰好不发生偏转，求该微粒的电性和电荷量。(2)令B板接地

8、，要使该微粒能穿过电场，求A板的电势。A+(Vod-1~~=z*:Bi■ULOxlO1“l•■丁・一r/jw-Z5xlO*K/«解析：(1)d4x10^根据题意可知该微粒带负电，有q■%/■■竺吐2客。・2JJx2.5x10*(2)设A板电势为二时，微粒刚好从B板右端射出卫一瑚所以有母-才讶2m^讶%•碧争学代入数据得设A板电势为％时，微粒刚好从A板右端射出♦q■6500。"/(7%65000x2600/则要使微粒从两板间飞出，A板的电势U的取值为:答案：(1)负电，