-1带电粒子在电场中的运动.ppt

本专题主要涉及电场和磁场的基本性质及描述，电场对粒子及磁场对电流和粒子的作用力特点及规律．从近几年的高考考点分布看，题型以计算题为主，试题侧重于考查带电粒子在匀强电场中的运动(平行板电容器中)和带电粒子在有界磁场中的运动；粒子在电场、磁场和重力场以及磁、电、重三场所形成的复合场中的运动问题，大多数是综合性试题，以突出力学的知识、规律、方法的灵活运用，突出联系实际的典型模型． 1．电场 2.磁场 友情提示　若一条直线上有三个点电荷，均因相互作用而平衡，则其电性及电量的定性分布为“两同夹异，两大夹小”． 警示　若空间的电场是由几个“场源”共同激发的，则空间中某点的电场强度等于每个“场源”单独存在时所激发的电场在该点的场强的矢量和——叠加原理． 2．场强的方向：正电荷的受力方向；负电荷受力的反方向；电场线的切线方向；电势降低最快的方向． 友情提示　电场强度的大小和方向都可利用电场线形象地描绘出来，因此看“线”即可识“场”．但电场线不一定是电荷的运动轨迹． 电势高低的判别： (1)电场线法，顺着电场线电势越来越低； (2)电场力做功法，正电荷仅在电场力作用下移动，电场力做正功，电荷由高电势移向低电势处； (3)电势能法，正电荷在高电势处电势能大，负电荷在低电势处电势能大． 3．电势能：Ep＝qφ. 电势能大小的比较： (1)做功法：电场力做正功，电势能减小；克服电场力做功，电势能增加．即W电场＝Ep1－Ep2. (2)电场线法：正电荷顺着电场线移动，电势能越来越小；负电荷顺着电场线移动，电势能越来越大． (3)正电荷：电势能正负跟电势的正负相同； 负电荷：电势能的正负跟电势的正负相反． 警示　(1)电势差的大小与零电势点的选取无关，而电势则与之有关． (2)电势与电场强度的大小没有必然的联系．某点的电势为零，电场强度可以不为零，反之亦然． (3)沿电场方向电势逐渐降低，且电场线与等势面处处垂直，即“线”也可识“势”． (4)匀强电场中，任意两点连线中点的电势等于这两点的电势的平均值．在电场线方向上电势差与距离成正比． 四、电场力做功的计算方法 1．W＝Fscosθ，常用于匀强电场，即F＝qE恒定． 2．WAB＝qUAB，适用于任何电场．q、UAB可带正负号运算，结果的正负可反映功的正负；也可带数值运算，但功的正负需结合移动电荷的正负，A、B两点电势的高低另行判断． 友情提示　电场力做功与路径无关，只与初末位置的电势差有关． 3．功能关系：电场力做功的过程就是电势能和其他形式的能量转化过程，且W＝－ΔE其他． 2．偏转——带电粒子以速度v0垂直于电场线方向飞入匀强电场． 处理方法：类似平抛运动的分析方法． 沿初速度方向的匀速直线运动：x＝v0t 沿电场力方向的初速度为零的匀加速直线运动： 友情提示　当不同粒子由静止经同一电场加速进入同一电场偏转时，可推出它们的偏转位移和偏转角度相同． 警示　是否需考虑带电体的重力？ (1)基本粒子：如电子、α粒子、离子等，除有说明或暗示以外，一般不考虑重力． (2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或暗示以外，一般都需考虑重力． [例1]　(2011·江苏)一粒子从A点射入电场，从B点射出，电场的等势面和粒子的运动轨迹如图所示，图中左侧前三个等势面彼此平行，不计粒子的重力．下列说法正确的有(　　) A．粒子带负电荷 B．粒子的加速度先不变，后变小 C．粒子的速度不断增大 D．粒子的电势能先减小，后增大 (2011·课标全国)一带负电荷的质点，在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c，已知质点的速率是递减的．关于b点电场强度E的方向，下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)(　　) [答案]　D [解析]　　做曲线运动的物体，速度的方向沿该点的切线方向，而物体做曲线运动的条件是合外力与速度不共线，选项A错误；负电荷受力的方向与该点场强方向相反，并且轨迹曲线应向力的方向弯曲，选项C错误；质点从a到c减速，故电场力的方向与速度方向的夹角为钝角，选项B错误而D正确. [例2]　如图甲所示，真空中相距d＝5cm的两块平行金属板A、B与电源连接(图中未画出)，其中B板接地(电势为零)，A板电势变化的规律如图乙所示．将一个质量为m＝2.0×10－27kg，电量为q＝＋1.6×10－19C的带电粒子从紧临B板处释放，不计重力．求 [总结评述]　粒子的运动方向由粒子的速度和所受电场力共同决定，当电场的方向发生变化时，粒子的运动方向不一定发生变化．要注意粒子的运动性质及运动轨迹的分析． (2011·福建)反射式速调管是常用的微波器件之一，它利用电子团在电场中的振荡来产生微波，其振荡原理与下述过程类似．如图所示，在虚线MN两侧分别存在着方向相反的两个匀强电场，一带电微粒从A点由静止开始，