带电粒子在电场中运动物理专题电场.ppt

11.4 带电粒子在电场中的运动;带电粒子在电场中的运动物理专题电场;1、带电粒子在电场中处于平衡状态：;例2、如图所示,D是一只二极管,它的作用是只允许电流从a流向b,不允许电流从b流向a.平行板电容器AB内部原有带电微粒P处于静止状态,当两极板A和B的间距稍增大一些后,微粒P的运动情况是（ ） A. 仍静止不动 B. 向下运动 C. 向上运动 D. 无法判断;所以，微粒P仍静止不动;;;;例4、A、B是一对平行金属板，在两板间加有周期为T的交变电压u，A板电势uA = 0，B板电势uB随时间t变化的规律如图所示．现有一电子从A板的小孔进入两板间的电场中，设电子的初速和重力的影响均可忽略，则（ ）;A.若电子是在t=0时刻进入的,它将一直向B板运动 B.若电子是在t=T/8时刻进入的,它可能时而向B板运动,时而向A板运动,最后打在B板上 C.若电子是在t=3T/8时刻进入的,它可能时而向B板运动,时而向A板运动,最后打在B板上 D.若电子是在t=T/2 时刻进入的,它可能 时而向B板运动,时 而向A板运动.;4、带电粒子在复合场中的运动 例5、如图所示的装置是在竖直平面内放置的光滑绝缘轨道,处于水平向右的匀强电场中,一带负电荷的小球从高h的A处由静止开始下滑,沿轨道ABC运动后进入圆环内做圆周运动.已知小球所受的电场力是其重力的3/4,圆环半径为R,斜面倾角为θ,xBC=2R.若使小 球在圆环内能做完整的 圆周运动,h至少为多少?;思路点拨 小球所受的重力和电场力都 为恒力,故两力等效为一个力F,如右图 所示.可知F=1.25mg,方向左偏下37°, 从图中可知,做完整的圆周运动的临界点是能否通过D点,若恰好能通过D点,即达到D点时球与环的弹力恰好为零. 解析 由圆周运动知识得 由动能定理有 又F=1.25mg 联立可求出此时的高度;例6、水平轨道与直径为d=0.8 m的半圆轨道相接,半圆轨道的两端点A、B连线是一条竖直线,整个装置处于方向水平向右,大小为103 V/m的匀强电场中,一小球质量m=0.5 kg,带有q=5×10-3 C电量的正电荷,在静电力作用下由静止开始运动,不计一切摩擦,g=10 m/s2. 求：(1)若它运动的起点离A为L,它恰能到达轨道最高点B,求小球在B点的速度和L的值. (2)若它运动起点离A为L′=2.6 m,且它运动到B点时电场消失,它继续运动直到落地,求落地点与B点的距离.;解析 (1)因小球恰能到B点,则在B点有 小球运动到B的过程,由动能定理 ;(2)小球离开B点,电场消失,小球做平抛运动,设落地点距B点距离为s,由动能定理小球从静止运动到B有;例7、两平行金属板A、B板长L=8 cm,两板间距离d=8 cm,A板比B板电势高300 V,一带正电的粒子带电量q=10-10 C,质量m=10-20 kg,沿电场中心线OR垂直电场线飞入电场,初速度v0=2×106 m/s,粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场区域后,进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域(设界面PS右边点电荷的电场分布不受界面影响),已知两界面MN、PS相距为12 cm,O点在中心线上距离界面PS 9 cm处, 粒子穿过界面PS最后垂 直打在放置于中心线上 的荧光屏bc上。(静电力 常数k=9×109 N·m2/C2);(1)求粒子穿过界面MN时偏离中心线OR的距离多远?到达PS界面时距D点多远？ (2)试在图上粗略画出粒子运动的轨迹. (3)确定点电荷Q的电性并求其电量的大小.;带电粒子在电场中的运动物理专题电场;带电粒子在电场中的运动物理专题电场;带电粒子在电场中的运动物理专题电场;带电粒子在电场中的运动物理专题电场;自我批阅 (14分)如图14所示,在x0的空间中,存在沿x轴正方向的匀强电场E;在x0的空间内,存在沿x轴负方向的匀强电场,场强大小也等于E,一电子(-e,m)在x=d处的P点以沿y轴正方向的初速度v0开始运动,不计电子重力.求: 图14 (1)电子在x轴方向的分运动的周期. (2)电子运动的轨迹与y轴的各个交点中,任意两个相邻交点之间的距离l.;解析 电子射入电场后,y方向的分运动一直为匀速运动;x方向的分运动先是-x方向的加速运动,接着是-x方向的减速运动,又+x方向的加速运动,再+x方向的减速运动……如此反复.故电子运动的轨迹如下图所示. (4分) (1)设电子从射入到第一次与y轴相交所用时间为t,则 (2分) 解得