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1、
帶電粒子在電場中的運動1
【電場中的基本公式】
1、 庫侖定律:
2、 電荷在電場中的受力:
3、 電荷在電場中具有電勢能:
4、 電場力做功等于電勢能的減?。?
5、 電勢差等于兩點的電勢之差:
6、 電場力做功與電勢差的關(guān)系:
7、勻強電場中電場強
2、度與電勢差的關(guān)系:
8、電容器的電容:定義式 決定式
【基本概念】1、帶電粒子在電場中的運動是否考慮重力?
①基本粒子:如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等除有說明或有明確的暗示以外,一般都不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量).②帶電顆粒:如液滴、油滴、塵埃、小球等,除有說明或有明確的暗示以外,一般都不能忽略重力.
2、帶電粒子在電場中的直線運動
條件:在勻強電場中,帶電粒子的初速度為零或初速度與電場力共線.
處理方法:(1)動能定理:____________;(2)牛頓第二定律
3、: .
3、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)
研究條件:帶電粒子垂直于電場方向進入勻強電場.
處理方法:(1)沿初速度方向做勻速直線運動.(2)沿電場方向做勻加速直線運動.
【例1】已知加速電場兩極板間飛入電壓U1;偏轉(zhuǎn)電場兩極板間電壓U2,板間距d,板長L1,電子電量e,質(zhì)量m,從左側(cè)極板邊緣由靜止釋放。(1)求電子飛出加速電場時的速度
(2)求帶電粒子飛出偏轉(zhuǎn)電場時的側(cè)移,偏角和速度
【例2】如圖所示,質(zhì)量相同的兩個帶電粒子P、Q以相同的初速度沿垂直于電場方向射入兩平行板間的勻強電場中,P從兩極板正中央射入,Q從下極板邊緣處射入,它們
4、最后打在同一點(重力不計),則從開始射入到打到上極板的過程中,求:
(1)它們運動的時間之比tQ:tP=
(2)它們所帶電荷量之比qP∶qQ=
(3)它們的動能增量之比ΔEkP∶ΔEkQ=
(4)它們的電勢能減少量之比ΔEP∶ΔEQ=
【例3】如圖所示,真空中水平放置長為L的平行金屬板,以兩板中間線為x軸,以垂直于極板過極板右端為y軸建立坐標系.在t=0時,將圖中所示的電壓加在兩板上,與此同時持續(xù)不斷的電子沿x軸以速度v0飛入電場,均能從兩板間飛出.關(guān)于電子穿過y軸的位置,正確的描述是( )
5、
A. 當L?v0T時,電子從同一位置穿過,這個位置在y軸正方向某處
B. 當L?v0T時,電子從兩個不同位置穿過,一個在坐標原點,一個在y軸正方向某處
C. 當L=v0T時,電子在一段區(qū)域穿過,這個區(qū)域在y軸正方向上從原點開始
D. 當L=v0T時,電子在一段區(qū)域穿過,這個區(qū)域在y軸正方向上不包括原點在內(nèi)
【課堂作業(yè)】1、如圖所示,分別在M、N兩點固定放置兩個點電荷,電荷量均為+Q ,MN連線的中點為O.正方形ABCD以O(shè)點為中心,E、F、G、H是正方形四邊的中點,則下列說法中正確的是( )
A.A點電勢低于B點電勢
B.正點電荷沿直線從A到B,電勢能先減小后增大
6、
C.O點的電場強度為零,電勢也為零
O
B
M
N
A
D.對同一負點電荷,沿路徑A→C→D比沿A→B電場力做的功多
2、如圖所示,真空中有兩個等量異種點電荷A、B, M、N、O是AB線的垂線上的點,且AO>OB.一帶負電的試探電荷僅受電場力作用,運動軌跡如圖中實線所示,設(shè)M、N兩點的場強大小分別EM、EN,電勢分別為φM、φN.下列判斷中正確的是( )
A.B點電荷一定帶正電 B.EM小于EN [來源:Z|xx|k.Com]
C.φM大于φN
D.此試探電荷在M處的電勢能小于N處的電勢能
3、如圖8所示,一個帶電粒子從粒子源飄入(初速度很小,可忽
7、略不計)電壓為U1的加速電場,經(jīng)加速后從小孔S沿平行金屬板A、B的中心線射入,A、B板長為L,相距為d,電壓為U2.則帶電粒子能從A、B板間飛出應(yīng)該滿足的條件是( )
A.< B.<
C.< D.<
4、如圖所示,靜止的電子在加速電壓為U1的電場作用下從O經(jīng)P板的小孔射出,又垂直進入平行金屬板間的電場,在偏轉(zhuǎn)電壓為U2的電場作用下偏轉(zhuǎn)一段距離.現(xiàn)使U1加倍,要想使電子的運動軌跡不發(fā)生變化,應(yīng)該( )
A.使U2加倍 B.使U2變?yōu)樵瓉淼?倍
C.使U2變?yōu)樵瓉淼谋? D.使U2變?yōu)樵瓉淼?
5、在與x軸平行的勻強電場中,一帶電量為2×10-6C、質(zhì)量為4×10-2kg的帶電物體在絕緣光滑水平面上沿著x軸做直線運動,其位移隨時間的變化規(guī)律是x=0.3t-0.05t2,式中x、t均用國際單位制的基本單位.求:
(1)該勻強電場的場強;
(2)從開始運動到第5s末帶電物體所運動的路程;
(3)若第6s末突然將勻強電場的方向變?yōu)椋珁軸方向,場強大小保持不變,在0~8s內(nèi)帶電物體電勢能的增量.