带电粒子在电场中的运动习题课222222.ppt

一个初动能为Ek的带电粒子，以速度v垂直电场线方向飞入平行板电容器，飞出时动能增至飞入时动能的2倍，如果使这个带电粒子的初速度增至原来的2倍，那么当它飞出电容器的时刻动能为 A.4Ek B.8Ek C.5Ek D.4.25Ek 物体在竖直面内的圆周运动的临界条件： 绳子的拉力为零 分析竖直面内的圆周运动的工具： 1过程分析：动能定理 注意：分析做功的力有哪些，初末位置的确定。 2状态分析：牛顿第二定律。 带电粒子在电场中的圆周运动 例题11一小球质量为m,带电量为q,用长L的细绳拴着在竖直面内做圆周运动，试分析其临界点的位置，求出临界速度 在小球运动的空间加上如图所示的匀强电场，场强为E，小球仍在竖直面内做圆周运动，试分析其临界点的位置，求出临界速度 若电场方向相反，分析上述问题。 若电场线方向水平，分析上述问题 练习1：半径为r的绝缘光滑圆环在竖直平面内，环上套有一质量为m，带正电的小球，空间存在水平向右的匀强电场，小球所受静电力等于其重力，试分析小球的临界速度的位置，将小球从环上最低位置A点由静止释放，则小球所能获得的最大动能为多少？ 练习2：如图所示，在竖直放置的光滑半圆弧绝缘细管的圆心O处固定一点电荷，将质量为m，带电量为+q的小球从圆弧管的水平直径端点A由静止释放，小球沿细管滑到最低点B时，对管壁恰好无压力，则固定于圆心处的点电荷在A B弧中点处的电场强度大小为 （ ） A．3mg/q B． mg/q C．2mg/q D．4mg/q A B C O A 练习3：如图所示，在水平向左的匀强电场中，一带电小球用绝缘轻绳（不伸缩）悬于O点，平衡时小球位于A点，此时绳于竖直方向的夹角θ=53°，绳长为L，B、C、D到O点的距离为L，BD水平，OC竖直. （1）将小球移到B点，给小球一竖直向下的初速度vB，小球到达悬点正下方时绳中拉力恰等于小球重力，求vB． （2）当小球移到D点后，让小球由静止自由释放，求：小球经悬点O正下方时的速率.（计算结果可保留根号，取sin53°=0.8） 小结： 1、研究带电粒子在电场中运动的两条主要线索 （1）力和运动的关系——牛顿第二定律 （2）功和能的关系——动能定理 2、研究带电粒子在电场中运动的两类重要的思维技巧 （1）类比与等效 电场力和重力都是恒力，在电场力作用下的运动可与重力作用下的运动类比 （2）整体法(全过程法) 电场力的功与重力的功一样，都只与始末位置有关，与路径无关．它们分别引起电荷电势能的变化和重力势能的变化，从电荷运动的全过程中功能关系出发(尤其从静止出发末速度为零的问题)往往能迅速找到解题入口或简化计算． * 第九节 带电粒子在电场中的运动  习题课 1.两电荷量分别为 和 的点电荷放在x轴上O、M两点，两电荷连线上各点电势 随x变化的关系如图所示，其中A、N两点的电势均为零，ND段中的C点电势最高，则（??）。 A: A、N两点电场强度为零 B: CD间各点的场强方向均向x轴负方向 C: ND段中各点的场强方向均向x轴正方向 D: 将一负点电荷从N点移到D点，电场力先做正功后做负功 D 2.如图所示，真空中有一半径为R、电荷量为＋Q的均匀带电球体，以球心为坐标原点，沿半径方向建立x轴。理论分析表明，x轴上各点的场强随x变化关系如图乙所示，则 A. 处场强大小为 B.球内部的电场为匀强电场 C. 、 两点处的电势相同 D.假设将试探电荷沿x轴移动，则从 移到R处和从R移到 处电场力做功不相同 AD 3.如图甲所示,一绝缘的竖直圆环上均匀分布着正电荷,一光滑细杆从圆心垂直圆环平面穿过圆环,杆上套有带正电的小球,现使小球从a点由静止释放,并开始计时,后经过b、c两点,其运动过程中的 图象如图乙所示.下列说法正确的是(?? ) ?A.带电圆环在圆心处产生的场强为零 B.?a点场强大于b点场强 ?C.电势差 小于  ?D.小球由b到c的过程中平均速度小于 AC 一、带电粒子在电场中的平衡问题 若带电粒子在电场中所受合力为零时，即∑F＝0时，粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态。 例 1：带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?如果粒子的质量为m,电场强度为E，则其电荷量为多少？ 分析：带电粒子处于静止状态，∑F＝0，Eq=mg，因为所受重力竖直向下，所以所受电场力必为竖直向上。又因为场强方向竖直向下，所以带电粒子带负电。 思考：如果电场突然反转，粒子做什么运动？ 例2：带电小球用细绳悬挂，在电场中处于静止状态，细绳与竖起方向的夹角为θ，如图所示，该粒子带正电还是负电?如果粒子的质量为m,两板