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河南省安阳县第二高级中学2014年高考物理复习 带电粒子在匀强电场中的运动学案 一、所用的基础知识： 1、物体做直线运动的条件：物体所受的合外力方向（加速度方向）与速度方向在同一直线上时，物体做直线运动。 2、物体做曲线运动的条件：当物体所受的合外力方向（加速度方向）与速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动。 3、在求物体运动的速度时，一般由功能关系求解。即用动能定理求解。 4、平抛运动的知识：与初速度同方向的运动为匀速直线运动；在合力的方向上做初速度为零的匀加速直线运动。 位移关系： 速度关系： 速度的偏转角度 二、带电粒子在电场中的直线运动 1、带电粒子做匀速直线运动的情况：此时带电粒子受到的合外力一定等于零。也即所受到的电场力与其他力平衡；所以要注意分析受力，除了受电场力外还应受到其他的力，如：重力、摩擦力等外界施加的力。 2、匀加速直线运动的情况：当带电粒子受到的合外力与其初速度在同一方向上时，带电粒子做匀加速直线运动。 3、匀减速直线运动的情况：当带电粒子受到的合外力与其初速度在相反的方向上时，带电粒子做匀减速直线运动。 例1、如图所示，板长L=4cm的平行板电容器，板间距离，板与水平夹角，两板所加电压为，有一带负电液滴，带电量为，以的水平速度自A板边缘水平进入电场，在电场中仍沿水平方向并恰好从B板边缘水平飞出， 求：（1）液滴的质量（2）液滴飞出时的速度。 例2、如图所示为一有界匀强电场，场强强为水平方向（虚线为电场线），一带负电的微粒以某一角度θ从电场的a点斜向上方射入，沿直线运动到b点，则可知 A、电场中a点时的电势低于b点的电势 B、微粒在a点的动能与电势能之和与b点的动能与电势能之和相等。 C、微粒在a点时的动能小于b点时的动能，在a点时的电势能大于在b点时的电势能 D、微粒在a点时的动能大于在b点时的动能，在a点时的电势能小于在b点时的电势能。 跟踪练习：1、带有等量异种电荷的两个平行金属板A和B水平放置，相距为d（d远小于板的长和宽）。一个带正电的油滴P悬浮在两板的正中央处于静止，油滴的质量为m、电荷量为q，如图所示。在油滴在正上方距A板距离为d处有一质量也为m的带正电的油滴N，油滴N由静止释放后，可穿过A板上的小孔，进入两金属板间。已知油滴N能与P相碰，且结合成大油滴（仍可视为质点），又不与金属板B相碰。求：（1）金属板A、B间的电压是多少？哪板电势高？ （2）油滴N的电荷量可能是多少？（整个装置处于真空中，不计油滴P和N间的为库仑力和万有引力以及金属板本身的厚度，忽略电荷运动产生的磁场） 2、下列粒子从初速度为零的状态经过加速电压为U的电场后，哪种粒子的速度最大（??? ） 　　A、质子???? B、氘核???? C、粒子???? D、钠离子 方法总结： 讨论带电粒子在电场中做直线运动（加速或减速）的方法： （1）能量方法——能量守恒定律 （2）功和能方法——动能定理 （3）力和加速度方法——牛顿运动定律，匀变速直线运动公式 （4）动量方法——动量定理、动量守恒定律 三、带电粒子在匀强电场中的偏转 1、在电场中何时考虑重力作用，何时不计重力的作用？若在所讨论的问题中，带电粒子受到的重力远远小于电场力，即，则可忽略重力的影响。反之，若带电粒子所受的重力跟电场力可以比拟，则要考虑重力的影响。总之，是否考虑重力的影响要根据具体的情况而定。 2、高中阶段主要研究的是带电粒子垂直于电场飞入的情况。 例1、带电粒子从静止出发经过电压为的电场加速后，垂直进入电压力的偏转匀强电场，当粒子离开偏转电场时们移距离为y，要使y增大为原来的2倍，可供选用的方法有（???? ） A、使减小为原来的1/2　　 B、使增大为原来的2倍 C、使偏转电场极板长度增大为原来的2倍　　D、使偏转电场极板间的距离城小为原来的l/2 跟踪练习：一束电子流在经的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距，板长，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大电压？ 例2、两平行金属板A、B水平位置，一个质量为的带电微粒，以的水平速度从两板正中位置射入电场，如图所示，A、B两板间距离，板长 当A、B间的电压时，微粒恰好不偏转，沿图中直线射出电场，求该粒子的电量和电性（2）令B板接地，俗使该微粒射出偏转电场，求A板所加电势的范围。 1、如图所示，长为L、倾角为θ的光滑绝缘斜面处于电场中， 一带电量为+q、质量为m的小球，以初速度v0从斜面底端 A点开始沿斜面上滑，当到达斜面顶端B点时，速度仍为v0，则 （ ） A．A、B两点间的电压一定等于mgLsinθ/q B．小球在B点的电势能一定大于在A点的电势能 C．若电场是匀强电场