專題帶電粒子在交變電場中的運動

1、1tT2T3T22TUU0－U00圖5（甲）vt0Avt0Bvt0Dvt0C圖5（乙）專題：帶電粒子在交變電場中的運動專題：帶電粒子在交變電場中的運動【知識歸納知識歸納】1、電場的大小和方向隨時間作周期性變化，這樣的電場叫做交變電場。2、帶電粒子在交變電場中的受力情況隨時間作周期性變化，需清楚地了解位移、速度、加速度和電場力之間的關(guān)系；解題時要把握住帶電粒子進場的初始條件，然后根據(jù)電場的變化情況對粒子的運動進行逐段研究。3、解決交變電場

2、問題的常用方法是：圖像法和運動的獨立性原理。【典型例題典型例題】一、基本模型，熟練掌握一、基本模型，熟練掌握情景一：在平行板電容器兩板上加如圖1所示交變電壓，開始A板電勢高，原來靜止在兩板中間的正粒子自零時刻在電場力作用下開始運動，設(shè)兩板間距離足夠大，試分析粒子的運動性質(zhì)。情景二：若將上述電壓波形改為如圖2所示，則粒子的運動情況怎樣？變式：若將圖1電壓波形改為如圖3所示正弦波，圖2電壓波形改為如圖4余弦波，則粒子的運動情況怎樣？1、平行

3、板間加如圖5（甲）所示周期性變化的電壓，重力不計的帶電粒子靜止在平行板中央，從t＝0時刻開始將其釋放，運動過程中無碰板情況。圖5（乙）中，能定性描述粒子運動的速度圖象的是（）2、在平行板電容器的正中央有一電子處于靜止?fàn)顟B(tài)，第一次電容器極板上加的電壓是u1=Umsinωt，第二次極板上加的電壓是u2=Umcosωt，那么在電場力的作用下（假設(shè)交變電流的頻率很高，極板間的距離較寬）（）A兩次電子都做單向直線運動B兩次電子都做振動C第一次電子

4、做單向直線運動，第二次電子做振動D第一次電子做振動，第二次電子做單向直線運動二、借助圖象，直觀展示二、借助圖象，直觀展示3、如圖6(甲)所示，在兩塊相距d=50cm的平行金屬板A、B間接上U=100V的矩形交變電壓，如圖6(乙)在t=0時刻，A板電勢剛好為正，此時正好有質(zhì)量m=1017kg，電量ABtuABT2TU0U0圖1圖2tuAB2TU0U0TtuABT2TU0U0圖3圖4tuABT2TU0U03四、分解運動，化繁為簡四、分解運動

5、，化繁為簡6、電容器極板長為L，電容器兩端的電壓變化規(guī)律如左圖9(甲)所示，電壓絕對值為U0，電子（質(zhì)量為m，電荷量為e）沿電容器中線射入時的初速為v0，為使電子剛好由O2點射出，如圖9(乙)，電壓變化周期T和板間距離d各應(yīng)滿足什么條件？（用L、U0、m、e、v0表示）7、如圖10(甲)所示，真空中水平放置的相距為d的平行金屬板板長為L，兩板上加有恒定電壓后，板間可視為勻強電場。在t=0時，將圖10(乙)中所示的交變電壓加在兩板上，t=

6、0時刻恰有一個質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從兩板正中間以速度υ0水平飛入電場，若此粒子離開電場時恰能以平行于兩板的速度飛出（不計粒子重力），求：⑴兩板上所加交變電壓的頻率應(yīng)滿足的條件。⑵該交變電壓U0的取值范圍。五、把握起點，逐段研究五、把握起點，逐段研究8、如圖11(甲)所示，A、B是一對平行的金屬板，在兩板間加上一周期為T的交變電壓U，A板接地，B板的電勢UB隨時間發(fā)生周期性變化，規(guī)律如圖11(乙)所示，現(xiàn)有一電子從A板上的小孔進