帶電粒子在電場中的運動解題三步法

1、一帶電粒子在電場中的運動解題三步法帶電粒子在電場中的運動解題三步法第一步第一步:審題，審題過程要審清以下因素情況審題，審題過程要審清以下因素情況1、帶電粒子電性：帶正電、帶負電、未知。、帶電粒子電性：帶正電、帶負電、未知。2、電場線的方向：向左、向右、未知。、電場線的方向：向左、向右、未知。3、粒子的初速度：有初速度、無初速度、還是未知。、粒子的初速度：有初速度、無初速度、還是未知。4、粒子的運動方向：順著電場線、逆著電場線、還是未知、

2、粒子的運動方向：順著電場線、逆著電場線、還是未知。5、粒子的運動性質(zhì)：勻速、勻變速、變加速、曲線運動、勻速圓周運動。、粒子的運動性質(zhì)：勻速、勻變速、變加速、曲線運動、勻速圓周運動。6、考慮重力：考慮重力、不計重力、帶電粒子小球一般考慮重力、電子一般不考慮重力。、考慮重力：考慮重力、不計重力、帶電粒子小球一般考慮重力、電子一般不考慮重力。7、有無外力作用：有外力作用、只受電場力作用、有無外力作用：有外力作用、只受電場力作用第二步：第二步：

3、受力分析和運動過程分析，受力分析和運動過程分析，1.1.在分析物體受力時，是否考慮重力要依據(jù)具體情況而定。在分析物體受力時，是否考慮重力要依據(jù)具體情況而定。（1）電子、質(zhì)子、）電子、質(zhì)子、α粒子、離子等，除有說明或有明確的暗示以外一般都忽略不計。粒子、離子等，除有說明或有明確的暗示以外一般都忽略不計。（2）帶電顆粒：如塵埃、液滴、小球等，除有說明或有明確的暗示以外一般都不能忽略。）帶電顆粒：如塵埃、液滴、小球等，除有說明或有明確的暗

4、示以外一般都不能忽略。2：力學知識：力學知識:牛頓第二定律牛頓第二定律F=maF=ma；動能定理；動能定理W=ΔEkW=ΔEk；不同位置的電勢能、動能和重力勢能的和不變；不同位置的電勢能、動能和重力勢能的和不變；勻變速直線運動規(guī)律；勻變速直線運動規(guī)律；拋物體運動規(guī)律；拋物體運動規(guī)律；圓周運動規(guī)律圓周運動規(guī)律分力分力分速度分速度分動能。分動能。3、力、速度、加速度的正交分解、力、速度、加速度的正交分解第三步：第三步：題目考查的問題：力和運

5、動問題還是功和能關(guān)系問題題目考查的問題：力和運動問題還是功和能關(guān)系問題1帶電粒子在電場中運動的過程帶電粒子在電場中運動的過程:平衡、加速或減速、直線、曲線平衡、加速或減速、直線、曲線電場的知識和規(guī)律：電場的知識和規(guī)律：E=Fq→F=qEE=Fq→F=qE；W=qUW=qU；E=UdE=Ud；Ep=qΦ=qΦ2、處理帶電粒子運動問題的一般有三條途徑：、處理帶電粒子運動問題的一般有三條途徑：（1）勻變速直線運動公式和牛頓運動定律）勻變速直線

6、運動公式和牛頓運動定律（2）能量守恒定律）能量守恒定律（3）動量定理和動量守恒定律）動量定理和動量守恒定律3、直線變速運動問題，、直線變速運動問題，(1)(1)優(yōu)先考慮使用場力功與粒子動能變化關(guān)系，使用動能定理來解，尤其是在非勻優(yōu)先考慮使用場力功與粒子動能變化關(guān)系，使用動能定理來解，尤其是在非勻強電場中，我們無法使用牛頓第二定律來處理的過程，而動能定理只考慮始末強電場中，我們無法使用牛頓第二定律來處理的過程，而動能定理只考慮始末狀態(tài)，不

7、考慮中間過程。狀態(tài)，不考慮中間過程。（2）若問題涉及空間則優(yōu)先考慮功、動能，用能量守恒解題。）若問題涉及空間則優(yōu)先考慮功、動能，用能量守恒解題。(3)(3)題目指定求加速度、力、時間，只能用牛頓第二定律來計算。題目指定求加速度、力、時間，只能用牛頓第二定律來計算。（4）問題涉及時間則優(yōu)先考慮沖量、動量，問題涉及空間則優(yōu)先考慮功、動能。）問題涉及時間則優(yōu)先考慮沖量、動量，問題涉及空間則優(yōu)先考慮功、動能。4、強化物理條件意識，聯(lián)系數(shù)學工具分

8、析（拋物線方程、直線方程、反比例函數(shù)、極值等）、強化物理條件意識，聯(lián)系數(shù)學工具分析（拋物線方程、直線方程、反比例函數(shù)、極值等）。8283【解析解析】212qUmv?mqUv2?v=v=2由此可知：加速電壓由此可知：加速電壓U相同的。相同的。v與成正比；答案為（成正比；答案為（C）。比荷【關(guān)鍵關(guān)鍵】】使用動能定理使用動能定理得出速度的表達式得出速度的表達式對表達式加討論。對表達式加討論。例3：如圖：如圖8282所示，真空中相距所示，真空中

9、相距d=5d=5cmcm的兩塊平行金屬板的兩塊平行金屬板A、B與電源連接與電源連接(圖中未畫出圖中未畫出)，其中其中B板接地（電勢為零）板接地（電勢為零）AA板電勢變化的規(guī)律如圖板電勢變化的規(guī)律如圖8383所示所示.將一個質(zhì)量將一個質(zhì)量m=2.010m=2.0102323kgkg電量電量q=1.610q=1.6101515C的帶電粒子從緊臨的帶電粒子從緊臨B板處釋放，不計重力板處釋放，不計重力.求：求：(1)(1)在t=0t=0時刻釋放

10、該帶電粒子，釋放瞬間粒子加速度的大小時刻釋放該帶電粒子，釋放瞬間粒子加速度的大小(2)(2)若A板電勢變化周期板電勢變化周期T=1.010T=1.01055ss在t=0t=0時將帶電粒子從緊臨時將帶電粒子從緊臨B板處無初速釋放，板處無初速釋放，粒子到達粒子到達A板時動能的大小；板時動能的大小；(3)A(3)A板電勢變化周期多大時，在板電勢變化周期多大時，在t=T4t=T4到t=T2t=T2時間內(nèi)從緊鄰時間內(nèi)從緊鄰B板處無初速釋放該帶板處

11、無初速釋放該帶電粒子，粒子不能到達電粒子，粒子不能到達A板.【審題審題】在0T20T2時間勻加速運動，時間勻加速運動，T2TT2T勻減速運動，均向勻減速運動，均向A板。板?！窘馕鼋馕觥侩妶鰪姸入妶鰪姸菶=Ud=UdF=qE=qUdF=qE=qUdα=Fm=Uqdm=4.0Χ10α=Fm=Uqdm=4.0Χ109msms2如果如果BABA距離足夠長在距離足夠長在0T20T2移動移動s，在，在T2TT2T也移動也移動s。S=S=α(α()2

12、=5.0Χ10=5.0Χ1022m12T2S=dS=d帶電粒在帶電粒在T2T2時恰好到達時恰好到達A板此時粒子動能此時粒子動能Ek=qUqUBABA=1.610=1.61015152.5=4102.5=4101515J帶電粒子在帶電粒子在t=t=到加速運動，加速運動，T4T2在t=t=到減速運動使速度減到減速運動使速度減到0。T23T4S1=α(α()2S2=S=S1=α(α()212T412T4則S=S=S1S2d4.0Χ104.0Χ

13、109Χ(Χ()25Χ10Χ1022T4則TTΧ10Χ10552【關(guān)鍵關(guān)鍵】受力方向與運動方向相同受力方向與運動方向相同加速運動；受力方向與運動方向相反加速運動；受力方向與運動方向相反減速同向運動。當速度為減速同向運動。當速度為0時，時，兩段位移大小相等，方向相同。兩段位移大小相等，方向相同。二帶電粒子的偏轉(zhuǎn)（限于勻強電場）帶電粒子的偏轉(zhuǎn)（限于勻強電場）1.1.運動狀態(tài)：初速度運動狀態(tài)：初速度V0⊥電場線方向飛入勻強電場時，受到恒定的與