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探究的问题
* 4、若加速电场是非匀强电场,应如何分析? 探究与发现 探究的问题:带电粒子在电场中的加速 1、能不能用牛顿运动定律应分析该问题, 如何分析该问题? 2、能不能用动能定理分析该问题, 如何分析该问题? 3、这一过程中发生了哪些种能量的转化, 如何实现的转化? 分析: 由运动学公式 得 根据牛顿第二定律,其加速度为 (1)粒子受到的电场力 (2)电场力对粒子做功 由动能定理 (3)该过程电场力做功,电势能向粒子的动能转化。 (4)若加速电场是非匀强的,应该用动能定理分析, 仍然成立。 探究的问题:带电粒子在电场中的偏转 粒子是在垂直于初速度方向上恒定电场力作用下 做曲线运动,跟我们以前学过的什么运动相似呢? 回忆平抛物体的受力特点及分析方法,明确它们 两者之间具有相似性? 平抛运动 都只受一种力的作用 初速度方向与力的方向垂直 类比法是物理学常用的一种解决问题的方法 用类比法分析该问题: 在初速度方向上(用x轴表示):匀速直线运动 在初速度的垂直向上(用y轴表示):电场力作用下的 匀加速运动 所以 (1)如何求粒子在板间运动的时间t? (2)如何求粒子射出板间时偏转的距离y? (3)如何求粒子射出板间时偏转的角度? (4)如何求粒子射出板间时速度大小? 讨论与交流 分析: (1)在初速度 方向上是匀速运动,射出板间时其 ,故 所以 位移为 。 。 (2)在初速度 的垂直方向上是电场力作用下的 匀加速运动, 所以,偏转的位移 (3) , 所以, (4)射出板间时速度大小 偏转的角度 例题:如图所示,一个质量为m、带电量为q的粒子,由静止开始,先经过电压为U1的电场加速后,再垂直于场强方向射入两平行金属板间的匀强电场中。两金属板板长为l,间距为d,板间电压为U2。求粒子射出两金属板间时偏转的距离y和偏转的角度φ。 *
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