帶電粒子在電場中的運動講解及習(xí)題(含答案)

1、第1章靜電場第08節(jié)帶電粒子在電場中的運動[知能準(zhǔn)備]1利用電場來改變或控制帶電粒子的運動，最簡單情況有兩種，利用電場使帶電粒子________；利用電場使帶電粒子________2示波器：示波器的核心部件是_____________，示波管由電子槍、_____________和熒光屏組成，管內(nèi)抽成真空[同步導(dǎo)學(xué)]1帶電粒子的加速(1)動力學(xué)分析：帶電粒子沿與電場線平行方向進入電場，受到的電場力與運動方向在同一直線上，做加(減)速直線運

2、動，如果是勻強電場，則做勻加(減)速運動(2)功能關(guān)系分析：粒子只受電場力作用，動能變化量等于電勢能的變化量(初速度為零)；此式適用于一切電場221qUmv?2022121qUmvmv??2帶電粒子的偏轉(zhuǎn)(1)動力學(xué)分析：帶電粒子以速度v0垂直于電場線方向飛入兩帶電平行板產(chǎn)生的勻強電場中，受到恒定的與初速度方向成900角的電場力作用而做勻變速曲線運動(類平拋運動)(2)運動的分析方法(看成類平拋運動)：①沿初速度方向做速度為v0的勻速直

3、線運動②沿電場力方向做初速度為零的勻加速直線運動例1如圖1—8—1所示，兩板間電勢差為U，相距為d，板長為L—正離子q以平行于極板的速度v0射入電場中，在電場中受到電場力而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則電荷的偏轉(zhuǎn)距離y和偏轉(zhuǎn)角θ為多少解析：電荷在豎直方向做勻加速直線運動，受到的力F＝Eq＝Uqd由牛頓第二定律，加速度a=Fm=Uqmd水平方向做勻速運動，由L=v0t得t=Lv0由運動學(xué)公式可得：221ats?UdmvqLLmdUqy202202)v(21

4、???帶電離子在離開電場時，豎直方向的分速度：v⊥dmvqULat0??(1)帶電粒子在電場中的運動由粒子的初始狀態(tài)和受力情況決定在非勻強電場中，帶電粒子受到的電場力是變力，解決這類問題可以用動能定理求解在勻強電場中，帶電粒子受到的是恒力，若帶電粒子初速度為零或初速度方向平行于電場方向，帶電粒子將做勻變速直線運動；若帶電粒子初速度方向垂直于電場方向，帶電粒子做類平拋運動，根據(jù)運動規(guī)律求解，(2)帶電小球、帶電微粒(重力不能忽略)在勻強電

5、場中運動，由于帶電小球、帶電微?？梢暈橘|(zhì)點，同時受到重力和電場力的作用，其運動情況由重力和電場力共同決定又因為重力和電場力都是恒力，其做功特點一樣，常將帶電質(zhì)點的運動環(huán)境想象成一等效場，等效場的大小和方向由重力場和電場共同決定例2兩平行金屬板相距為d，電勢差為U，一電子質(zhì)量為m，電荷量為e，從O點沿垂直于極板的方向射出，最遠到達A點，然后返回，如圖1—8—3所示，OA＝h，此電子具有的初動能是()ABedUhUedhCDdheUdeUh

6、解析：電子從O點到A點，因受電場力作用，速度逐漸減小，根據(jù)題意和圖示可知，電子僅受電場力，由能量關(guān)系：，又E＝U／d，，所以O(shè)AeUmv?2021hdUEhUOA??.故D正確deUhmv?2021點評：應(yīng)用電場力做功與電勢差的關(guān)系，結(jié)合動能定理即可解答本題例3一束質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子以平行于兩極板的速度v0進入勻強電場，如圖1—8—4所示如果兩極板間電壓為U，兩極板間的距離為d、板長為L設(shè)粒子束不會擊中極板，則粒子從進入電場