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1、带电粒子在电场中的运动习题课图文精一．带电粒子在电场中的运动情况⑴．带电粒子在电场中的平衡问题若带电粒子在电场中所受合力为零时，即∑F＝0时，粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态。例1：带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?如果粒子的质量为m,电场强度为E，则其电荷量为多少？分析：带电粒子处于静止状态，∑F＝0，Eq=mg，因为所受重力竖直向下，所以所受电场力必为竖直向上。又因为场强方向竖直向下，所以带电粒子带负电。思考：如果电场突然反转，粒子做什么运动？例2：带电小球用细绳悬挂，在电场中处于静止状态，细绳与竖
2、起方向的夹角为θ，如图所示，该粒子带正电还是负电?如果粒子的质量为m,两板间距离为d,电压为U，则其电荷量为多少？它与负极板的距离为X，剪断细绳，小球做什么运动？到达负极板的速度是多大？时间为多少？一．带电粒子在电场中的运动情况⑵．带电粒子在电场中的加速和减速若∑F≠0（只受电场力）且与初速度方向在同一直线上，带电粒子将做加速或减速直线运动。(变速直线运动)例3：带正电粒子所带的电量为q,质量为m，板间电势差为U,板距为d,电荷由正极板边缘静止释放，求粒子到达负极板的速度多大？若粒子从两板正中间由静止释放，到达负极板的速度是
3、多少？粒子到达极板的时间为多少？例4：两个相距为d的平行金属板,有正对着的两小孔A、B,如图甲所示,两板间加如图乙所示的交变电场,一质量为m,带电量为+q的带电粒子,在t=0时刻在A孔处无初速释放,1）试判断带电粒子能否穿过B孔？（t=0时刻A板电势高）2）作出粒子运动的V－t图象3）为使粒子到达B孔时速度最大，A、B间距应满足的条件？例4拓展：两个相距为d的平行金属板,有正对着的两小孔A、B,如图甲所示,两板间加如图乙所示的交变电场,一质量为m,带电量为+q的带电粒子,在t=T/4时刻在A孔处无初速释放,1）作出粒子运动的
4、V－t图象2）试判断带电粒子能否穿过B孔？（t=0时刻A板电势高）例5：带电粒子所带的电量为q,质量为m，板间电势差为U,板距为d,板长为L，电荷由正极板边缘A点静止释放，粒子沿直线AB运动到负极板，试问粒子带什么电？做什么运动？粒子到达负极板的速度为多大？时间为多少？练习1、下列粒子从初速度为零的状态经加速电压为U的电场后，哪种粒子速度最大A、质子B、氘核C、氦核D、钠离子A哪种粒子动能最大（）C练习２：如图从F处释放一个无初速度电子向B板方向运动,指出下列对电子运动描述中,正确的是(设电源压电均为U)( )FADCBA
5、.电子到达B板时的动能是UeB.电子从B板到达C板时动能的变化量为零C.电子到达D板时动能为UeＤ.电子在Ａ板与Ｄ板间作往返运动ＡＢＤ练习3：如图所示，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电。现有质量为m，带电量为+q的小球在B板下方距离为H处，以初速度V0竖直向上从B板小孔进入板间电场，欲使小球刚好打到A板，A、B间电势差UAB应为多少？解：将动能定理用于运动全过程，由W=△Ek得-mg(H+h)-qUAB=0-mV2012整理可得UAB=m〔V2-2g(H+h)〕2q看高考：如图所示，充电后的平行板电容器水平放置，
6、电容为C，极板间距离为d，上极板正中有一小孔。质量为m、电荷量为+q的小球从小孔正上方高h处由静止开始下落，穿过小孔到达下极板处速度恰为零（空气阻力忽略不计，极板间电场可视为匀强电场，重力加速度为g）。求：（1）小球到达小孔处的速度；（2）极板间电场强度大小和电容器所带电荷量；（3）小球从开始下落运动到下极板的时间。【答案】（1）（2）（3）二、带电粒子的偏转v0ld++++++-------qφvv0v⊥φyl/2F运动状态分析匀变速曲线运动（类平抛运动）分析方法沿初速度方向——匀速直线运动沿电场线方向——初速度为零的匀加
7、速直线运动1.加速度:2.飞行时间3.侧移距离4.偏角一个电子以初速V0=3.0×106m/s沿着垂直于场强方向射入两带电平行金属板，金属板长L=6.0×10-2m，两板之间可以看成是匀强电场，场强大小为E=2×103N/C，电子的电量e=1.6×10-19C，质量m=9.1×10-31kg，求:（1）电子射离电场时的速度；（2）出射点与入射点沿场强方向的侧移距离。例题6:[解析]法一：电子射入电场以后，受恒定的电场力作用，由于V0⊥F电，电子做类平抛运动。将电子的运动看成是沿X轴方向、速度为V0的匀速直线运动和沿电场力y方
8、向、初速度为零的匀加速直线运动的合成。yV0XO如图所示:从电子射入电场到飞出电场，两个方向的位移和加速度为{L=V0ty=at212a=eEm电子飞离电场时的速度为{Vx=V0Vy=atVt=√V2+(at)20代入数据y=7.0×10-2(m)代入数据Vt=7.62×106(m/s)t
