20156年新化二中357高考物理带电粒子在电场中的运动专.ppt

例4．如图中的虚线为匀强电场中的等势面，相邻等势面的电势差均为100V，间距为5cm，一质量为0.1kg的带负电的小球，以10m/s的速度，沿与水平方向成30o角射入电场，若该小球做直线运动，求：⑴小球的带电量. ⑵沿运动方向的最大位移.(g=10m/s2) 解： ⑴根据物体做直线运动的条件得 所以小球的电量 ⑵小球沿初速度方向做匀减速直线运动，根据动能定理 ② ① 其中 ③ 联立② ③两式解出小球沿运动方向的最大位移 300 mg F qE 300 模型化归：小球做“类竖直上抛运动”。受力分析和运动分析是解“力学题”的生命线。 例5．在真空室中有两个水平的金属板，板间的距离为h，有一质量为m的小油滴，带电量为q，自上极板的下表面处由静止开始自由下落，当它运动到两极板间距离的中点时，给两极板加电压U，使电荷受到向上的电场力.当电压等于多大，才能使小油滴在刚好接近下极板时，开始向上运动. h 解：前半程带电油滴做自由落体运动，后半程带电油滴在重力和电场力的共同作用下做匀减速直线运动，到下极板时速度减小为零，然后开始向上运动。整个过程中根据动能定理 所以两极板加的电压 提升物理思想：整个过程运用动能定理解题 例6．一根粗细均匀的直杆，竖直固定在水平面上，置于竖直向上的匀强电场中，场强为E，杆上套着一个质量为m、电量为-q的小球，小球在杆上滑动时受到的摩擦力为f，小球在高出水平面h的A 处以初速度v0竖直向上弹出，设竖直杆足够长，小球与水平面碰撞时无能量损失，小球与杆、水平面绝缘.求小球向上的最大位移X 以及最大的路程s。 A E V0 h 解 ⑴ 小球受重力、摩擦力和电场力作用向上做匀减速直线运动，根据动能定理 ⑵小球最终停在水平面上，在整个过程中，根据动能定理 小球向上运动的最大位移 所以小球运动的最大路程 例7．一个质量为m，带有电荷-q的小物体，可在水平轨道OX轴上运动，O端固定在墙上，轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿OX轴正向，如图所示.小物体以初速v0从X0点沿OX轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力f作用，且f＜qE；设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程s. E O X0 m -q x 解：开始时设物体的从x0点以v0向右运动，则物体先向右做匀减速运动，直到速度减小为零，由于qE＞f，接着物体向左做匀加速运动，直到以一定速度与墙碰撞，原速率弹回后重复以上过程．由于摩擦力总是做负功，所以物体通过同一位置的速度将不断减小，直到最后停止．物体停止时，必须满足速度为零和合外力为零两个条件，只有o点满足上述条件．在整个过程中，根据动能定理有 提升物理思想：整个过程运用动能定理解题 例8．质量为5.0×10－8kg的带电微粒，以V0=2m/s的速度从水平放置的平行金属板A、B的中央水平飞入板间，已知板长L=10cm，板间距离d=2cm，当UAB =1000V时，带电微粒恰好沿直线穿过板间。问：AB间所加电压在什么范围内带电微粒能从板间飞出？(g=10m/s2) 解：根据平衡条件得 ① 所以小球的电量 当带电微粒刚好从A板右端飞出时，所加电压具有最大值Umax ③ ② ④ A B v0 模型化归：过程一，小球做“匀速直线运动”；过程二，小球做“类平抛运动”，用等效重力的思想把重力和电场力看成等效重力。 当带电微粒刚好从B板右端飞出时，所加电压具有最大值Umin ⑤ 联立② ③ ⑤式解出AB间所加电压的最小值 联立②③④式解出AB间所加电压的最大值 1、.全面地、变化地分析问题； 2、矛盾的主要方面决定事物是性质。 例9．一带电粒子以竖直向上的初速度v自A点进入场强为E、方向水平向右的匀强电场，粒子受到的电场力大小等于重力.当粒子到达B点时，速度大小仍等于v，但方向变为水平，那么A、B之间的电势差等于多少？从A到B所经历的时间时多少？ E V A B V 解：带电粒子在竖直方向上做竖直上抛运动，水平向右做初速度为零的匀加速直线运动。 ① ② A、B之间的电势差 ③ 联立② ③④式解出A、B间的电势差 由①式解出从A到B所经历的时间 ④ ⑤ 曲线运动的基本解法是运动的合成和分解。将曲线运动分解为两个互相正交的简单的直线运动。 例10．一个劲度系数为k，绝缘材料制成的轻弹簧，一端固定，另一端与质量为m，带正电荷q的小球相连，静止在光滑水平面上，当加入下图所示的场强为E的匀强电场后，小球开始运动，以下叙述正确的是（ ） A.球的速率为零时，弹簧伸长qE/k B.球做简谐振动，振幅为qE/k C.运动过程中，小球的机械能定恒 D.运动过程中，