高中物理帶電粒子在電場中運動問題的解題思想與方法

1、一、 用運動的分解思想處理帶電粒子的曲線運動在處理帶電粒子在勻強電場或電場與重力場組成的復合場中做曲線運動時，運動的合成與分解法比較常見，一般將粒子比較復雜的曲線運動分解為沿電場方向和垂直于電場方向的兩個分運動來求解。例 1．一個帶負電的小球質(zhì)量為 m，帶電荷量為 q，在一個如圖 1 所示的平行板電容器的右側邊被豎直上拋，最后落在電容器左側邊緣同一高度處，兩板間距為 d，板間電壓為 U，求電荷能達到的最大高度 H 及拋出時的初速度 v0

2、。解析：由題設條件可知：小球在復合場中做曲線運動，可將其運動分解為水平方向的勻加速直線運動和豎直方向的豎直上拋運動。由豎直上拋運動規(guī)律得：小球上升的最大高度 H小球自拋出至回到左側板邊緣同一高度處所需時間為：根據(jù)小球在水平方向的運動規(guī)律可得：聯(lián)立解得：二、用能量觀點處理相關問題由于電場力做功與粒子在電場中運動的路徑無關，只決定于始、末位置的電勢差，即：WAB=qUAB，因此用功能關系法處理粒子在勻強電場或所以三、用極限思想分析臨界問題涉

3、及到帶電粒子在電場中運動的臨界問題時，關鍵是找到臨界狀態(tài)所對應的臨界條件，而臨界條件可以借助極限法進行分析。例 3．一束電子流在經(jīng)U=5 000 V 的加速電壓加速后，在距兩極板等距處垂直進入平行板間的勻強電場，如圖 3 所示，若兩板間距 d=1.0 cm，板長 l=5.0 cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個極板上最多能加多大電壓?解析：在加速電壓一定時，偏轉電壓 U'越大，電子在極板間的偏距就越大，當偏轉電壓大到使電子