粒子在电场中运动总结汇.docx

带电粒子在电场中运动总结一, 带电粒子在电场中平衡 1 在带电粒子的加速或偏转的问题中,何时考虑粒子的重力? 何时不计重力? 一般来说: (1) 基本粒子: 如电子、质子、α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). (2) 带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有特别说明或有明显暗示以外,一般都不能忽略重力. (3 )根据题目意思而定 2. 带电粒子在电场中的平衡解题步骤:①选取研究对象,②进行受力分析, 注意电场力的方向特点。③由平衡条件列方程求解。二,带电粒子的变速(1) 动力学分析:带电粒子沿与电场线平行方向进入电场,受到的电场力与运动方向在同一直线上,做加(减) 速直线运动,如果是匀强电场,则做匀加(减) 速运动. (2) 功能关系分析:粒子只受电场力作用,动能变化量等于电势能的变化量. 22 1 qU mv ?( 初速度为零); 20 22 12 1 qU mv mv ??此式适用于一切电场三,带电粒子的偏转(类平抛运动) 例1 如图 1—8—1 所示,两板间电势差为 U ,相距为 d ,板长为 L .—正离子 q 以平行于极板的速度 v 0射入电场中,在电场中受到电场力而发生偏转,则电荷的偏转距离 y 和偏转角θ为多少? 解析:电荷在竖直方向做匀加速直线运动,受到的力 F = Eq = Uq/d 由牛顿第二定律,加速度 a= F/m = Uq/md 水平方向做匀速运动,由 L=v 0t 得t= L/v 0 由运动学公式 22 1ats?可得: Ud mv qL L md Uq y 20 2202 )v (2 1???带电离子在离开电场时,竖直方向的分速度: v ⊥d mv qUL at 0??有关偏转问题常求的物理量竖直方向上的速度 v ⊥d mv qUL at 0??运动时间 t= L/v 0 偏转距离 Ud mv qL L md Uq y 20 2202 )v (2 1???偏转角度 tan φ= qUl md v 20 例2 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 O 点沿垂直于极板的方向射出, 最远到达 A 点, 然后返回, 如图 1—8—3 所示, OA =h , 此电子具有的初动能是() A .U edh B . edUh C . dh eU D .d eUh 解析:电子从 O 点到 A 点,因受电场力作用,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: OA eU mv ? 202 1 ,又 E =U /d ,hd U Eh U OA??,所以 d eUh mv ? 202 1 . 故D 正确. 点评:应用电场力做功与电势差的关系,结合动能定理即可解答本题. 例3 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 v 0 进入匀强电场, 如图 1—8—4 U ,两极板间的距离为 d 、板长为 L .设粒子束不会击中极板,则粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为.( 粒子的重力忽略不计) 分析: 带电粒子在水平方向做匀速直线运动, 在竖直方向做匀加速运动. 电场力做功导致电势能的改变. 解析:水平方向匀速,则运动时间 t = L/v 0①竖直方向加速,则侧移 22 1 aty?②且