在方向水平的匀强电场中.PPT

* 庞留根 * 庞留根 * 庞留根 * 庞留根 带电粒子在电场中的 运动 (下） 三. 在电场力和重力共同作用下的运动 例1 97年全国24 例2 例3 四. 综合题 04年上海7 03年上海23 99年全国22 02年上海12 例5 例6 例4 2005年辽宁综合卷39 2005年北京卷24 2005年上海卷20 2005年全国卷Ⅰ/25 带电粒子在电场中的运动(下） 例1. 三个等质量，分别带正电、负电和不带电的小球，以相同的水平速度由P点射入水平放置的平行金属板间，三小球分别落在图中A、B、C三点，则[ ] A．A带正电、B不带电、C带负电 B．三小球在电场中运动时间相等 C．三小球到达下板时的动能关系是EkA ＞EkB＞ EkC D．三小球在电场中加速度大小关系是：aA＞aB＞aC P C B A - + 注意：小球、油滴、微粒等要考虑重力，而电子、质子等基本粒子不要考虑重力。 A 97年全国24、 在方向水平的匀强电场中，一不可伸长的不导电细线的一端连着一个质量为m的带电小球、另一端固定于O点，把小球拉起直至细线与场强平行，然后无初速度释放，已知小球摆到最低点的另一侧，线与竖直方向的最大夹角为θ，如图所示，求小球经过最低点时，细线对小球的拉力。 m A B C O θ 解： 先分析受力，qE不可能向左，受力 如图 mg qE 过程: A---C 由动能定理 mglcosθ-qEl (1+sinθ）=0 过程: A---B 由动能定理 mgl - qEl = 1/2 mv2 在B点， T mg 由圆周运动 T-mg=mv2/l 例2. 如图示，水平方向匀强电场中，有一带电体P自O点竖直向上射出，它的初动能为4J，当它上升到最高点M时，它的动能为5J，则物体折回并通过与O同一水平线上的O ′点时，其动能为 （ ） A. 20J B. 24J C. 25J D. 29J M O′ E P O v0 解：带电体受力如图示， mg qE 竖直方向做竖直上抛运动, 水平方向做初速度为0的匀加速运动， vM vy vx vt 由上抛的对称性及匀加速运动规律， vy=v0 tOM=tMO′ vx=2vM 由题意 1/2 mv02 =4J 1/2 mvM2 =5J ∴ EK′= 1/2 mvt2 = 1/2 mvx2 + 1/2 mvy2 =4×5+4 =24J B 例3、质量为5×10-6kg的带电粒子以2m/s速度从水平放置的平行金属板A、B中央沿水平方向飞入板间，如图所示.已知板长L＝10cm，间距d＝2cm，当UAB为1000V时，带电粒子恰好沿直线穿过板间，则该粒子带 电，电量为 C，当AB间电压在 范围内时，此带电粒子能从板间飞出. d=2cm v0=2m/s L＝10cm + + + + + - - - - - 解： 粒子受力如图， qE mg 粒子带 负电 qE=mg q=mgd/U0=10 -9C 若电压增大为U1，恰好从上板边缘飞出， y=1/2 at2 =d/2 a=d v02 / L2 = 8m/s2, qU1/d – mg = ma U1 =1800V 若电压减小为U2，恰好从下板边缘飞出， y=1/2 at2 =d/2 a=8m/s2, mg - qU2/d = ma U2 =200V ∴200V≤U ≤1800V 负 10-9 200-1800V 04年上海7 光滑水平面上有一边长为l 的正方形区域处在场强为E的匀强电场中，电场方向与正方形一边平行。一质量为m、带电量为q的小