应用三带电粒子在电场中的运动.PPT

* 1、通过对 教材的整合，知识的梳理，首先掌握基本概念，在此基础上构建知识网络，基本概念包括电场强度，电场线，电势能，电势差，等势面，基本规律主要包括直线运动和牛顿第二定律的结合应用，用类平抛运动和 圆周运动知识的处理思想。 电学复习 2、加强对几种常见运动模型的研究，注重模型产生的背景 ， 熟悉模型的特征以及规律，建立各种模型和相关知识的链接，同时加强创新题的训练，并且注重进行一题多解、一题多变、多解归一的训练，以提高应试水平做到有备无患。 3、灵活掌握规律的应用，注重解题方法的培养，首先进行受力分析，根据受力情况分析物体的运动状态，找出物体的速度、位移及其变化特点，如出现临界状态，要分析临界条件。要恰当灵活地运用力学三大规律处理问题，对于一些比较复杂的物理问题必要时还要掌握一些特殊的方法，如：类比、等效、建立模型的思维方法。 应用三：带电粒子在电场中的运动。 问：带电粒子在电场中的运动形式大致有哪几种？ 1、平衡：共点力平衡 2、加速：电场力做功使带电粒子的动能增加或减少， 3、偏转：带电粒子以垂直于电场方向飞入电场时，作类平抛运动。 运动形式也可以是圆周运动、摆动等，其解题思路与解力学题相似（三条基本途径：牛顿第二定律 ；功能关系 ；动量定理及守恒定律），只是由于电场的参加，要多考虑一个电场力。较典型的应用实列是示波器。 题：一条长为L的轻质细线，上端固定，下端栓一个质量为M的带电量为q的小球，将它置于一水平向右的匀强电场中，场强大小为E。已知当细线离开竖直位置的偏角为α时。小球处于平衡状态，如图示 a B o 1、小球带何种电荷？ 2、如果使细线的偏角由α增大到φ，然后由静止释放，则φ应为多大才能使细线 在到达竖直位置时，小球的速度刚好为零？(04年上海:等效单摆) 3、如果让小球带负电，小球从什么位置静止一释放就开始做圆周运动？ 4、为使小球能在竖直平面内做圆周运动，则必须在平衡位置给小球以多大的冲量？(类重力场) 5、将小球拉到与O点水平位置释放，小球到达什么位置速度最大？其最大速度是多少？(难) 6、将小球拉到与O点水平位置释放，能不能到达最低点B？如能，则到达最低点时，线的拉力多大？ 7、将细线变成轻质硬杆或光滑绝缘环，情况又如何？ 例 ：如图所示,矩形区域MNPQ内有水平向右的匀场电场，虚线框外为真空区域；半径为R、内壁光滑、内径很小的绝缘半圆管ADB固定在竖直平面内，直径AB垂直于水平虚线MN，圆心O恰在MN的中点，半圆管的一半处于电场中。 一质量为m，可视为支点的带正电小球从半圆管的A点由静止开始滑入管内，小球从B点穿出后，能够通过B点正下方的C点。重力加速度为g,小球在C点处的加速度为5 g/3， 求：(1)小球在B点时，对半圆轨道的压力大小； （2）虚线框MNPQ的高度和宽度满足的条件。 解 （1）由于小球在C处的加速度大于g，所以C点必在电场中。在C点，小球受到相互垂直的重力mg和电场力F作用， 由牛顿第二定律有 解得F=4mg/3。 小球从A到 B的过程中， 由功能关系有 在B点，由牛顿第二定律有 解得 圆轨对小球的支持力为 N=7mg/3 由牛顿第三定律，小球对圆轨道的压力大小为 （2）小球从B到C的过程中：在竖直方向做自由落体运动，设B、C间的距离为y;在水平方向先向左做匀减速运动，当水平速度减为零时，向左的水平位移达到最大值x,此后向右做匀加速运动。 由于水平方向受到的力恒定，因此减速段与加速段经历的时间相同，水平初速与水平末速等大反向，设减速段时间为t 在水平方向，由动量定理有 解得 由运动学公式有 故宽度满足的条件为 虚线框MNPQ的宽度满足的条件为 因 如右图所示，一带正电的小球，系于长为 的不可伸长的轻线一端，线的另一端固定在O点，他们处在匀强电场中，电场的方向水平向右 ，场强的大小为E，已知电场对小球的作用力的大小等于小球的重力。 现先把小球拉到图中的 处，使细线拉直，并与场强方向平行，然后由静止释放小球，已知小球在经过最低点的瞬间，因受线的拉力作用，其速度的竖直分量突变为零，水平分量没有变化，则小球到达与点 等高的点 时速度的大小为 A. B. C. D.0 37、一匀强电场，场强方向是水平的（如右图），一个质量为m 的带电小球，从O点出发，初速度的大小为 ，在电场力与重力的作用下,恰能沿与场强反方向成θ角的直线运动。求小球运动到最高点时电势能与在O点的电势能之差。 *