1、第一章靜電場,第12講習(xí)題課：帶電粒子在 電場中的運動,1.加深對電場中帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)的理解和應(yīng)用. 2.掌握電場中帶電粒子的圓周運動問題的分析方法,目標(biāo)定位,二、帶電粒子在電場中的類平拋運動,三、帶電粒子在交變電場中運動,四、帶電粒子在電場中的圓周運動,欄目索引,一、帶電粒子在電場中的直線運動,對點檢測 自查自糾,一、帶電粒子在電場中的直線運動,典例精析,例1如圖1所示，水平放置的A、B兩平行板相距h，上極 板A帶正電，現(xiàn)有質(zhì)量為m、電荷量為q的小球在B板下 方距離B板為H處，以初速度v0豎直向上從B板小孔進入板 間電場,圖1,(1)帶電小球做何種運動？,解析帶電小球在電場外只受重力的

2、作用做勻減速直線運動，在電場中受重力和電場力作用做勻減速直線運動,答案見解析,解析答案,(2)欲使小球剛好打到A板，A、B間電勢差為多少？,解析整個運動過程中小球克服重力和電場力做功， 由動能定理得,答案見解析,返回,解析答案,典例精析,二、帶電粒子在電場中的類平拋運動,例2長為L的平行金屬板豎直放置，兩極板帶等量的異種電荷，板間形成勻強電場，一個帶電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子，以初速度v0緊貼左極板垂直于電場線方向進入該電場，剛好從右極板邊緣射出，射出時速度恰與右極板成30角，如圖2所示，不計粒子重力，求：,圖2,(1)粒子末速度的大??；,解析粒子離開電場時，合速度與豎直方向夾角為30，,

3、解析答案,(2)勻強電場的場強；,解析粒子在勻強電場中做類平拋運動， 在豎直方向上：Lv0t， 在水平方向上：vyat， 由牛頓第二定律得：qEma,解析答案,(3)兩板間的距離,解析粒子做類平拋運動，,返回,解析答案,三、帶電粒子在交變電場中運動,典例精析,例3在如圖3甲所示平行板電容器A、B兩極板上加上如圖乙所示的交變電壓，開始B板的電勢比A板高，這時兩極板中間原來靜止的電子在電場力作用下開始運動，設(shè)電子在運動中不與極板發(fā)生碰撞，則下述說法正確的是(不計電子重力)(),甲 乙,圖3,A.電子先向A板運動，然后向B板運動，再返回A板做周期性來回運動 B.電子一直向A板運動 C.電子一直向B板

4、運動 D.電子先向B板運動，然后向A板運動，再返回B板做周期性來回運動,解析由運動學(xué)和動力學(xué)規(guī)律畫出如圖所示的vt圖象可知，電子一直向B板運動，C正確.,答案C,返回,解析答案,方法點撥,方法點撥,返回,(1)當(dāng)空間存在交變電場時，粒子所受電場力方向?qū)㈦S著電場方向的改變而改變，粒子的運動性質(zhì)也具有周期性. (2)研究帶電粒子在交變電場中的運動需要分段研究，并輔以vt圖象特別注意帶電粒子進入交變電場時的時刻及交變電場的周期.,典例精析,四、帶電粒子在電場中的圓周運動,電學(xué)知識與圓周運動結(jié)合的綜合問題是近幾年高考熱點.解決這類問題的基本方法和力學(xué)中的情形相同，但處理時要充分考慮到電場力的特點，明確

5、向心力的來源，靈活應(yīng)用等效法、疊加法等分析解決問題.,返回,例4如圖4所示，一絕緣細圓環(huán)半徑為r，其環(huán)面固 定在水平面上，電場強度為E的勻強電場與圓環(huán)平面 平行，環(huán)上穿有一電荷量為q、質(zhì)量為m的小球， 可沿圓環(huán)做無摩擦的圓周運動，若小球經(jīng)A點時速度 vA的方向恰與電場線垂直，且圓環(huán)與小球間沿水平方 向無作用力，則速度vA_.當(dāng)小球運動到與A點對稱的B點時，小球?qū)A環(huán)在水平方向的作用力FB_.,圖4,解析答案,小球由A到B的過程中，由動能定理得：,由以上各式解得FB6qE.,返回,對點檢測 自查自糾,1,2,3,4,1.(帶電粒子在電場中的直線運動)(多選)如圖5所示，在等勢面沿豎直方向的勻強電

6、場中，一帶負電的微粒以一定初速度射入電場，并沿直線AB運動，由此可知() A.電場中A點的電勢低于B點的電勢 B.微粒在A點時的動能大于在B點時的動能 C.微粒在A點時的電勢能大于在B點時的電勢能 D.微粒在A點時機械能大于在B點時的機械能,圖5,解析答案,返回,1,2,3,4,解析帶負電微粒受重力、電場力，合外力與運動方向在同一條直線上，可知所受電場力方向水平向左，場強方向水平向右，沿電場線電勢在降低，所以A點的電勢高于B點的電勢，故A錯誤； 由A到B，微粒做減速運動，所以動能減小，電場力做負功，電勢能增加，即微粒在A點的動能大于在B點時的動能，在A點時的電勢能小于在B點時的電勢能，故B正確

7、，C錯誤； 微粒從A向B運動，除重力外電場力做負功，機械能減小，選項D正確. 答案BD,1,2,3,4,2.(帶電粒子在電場中的類平拋運動)如圖6所示，陰極A受 熱后向右側(cè)空間發(fā)射電子，電子質(zhì)量為m，電荷量為e， 電子的初速率為v，且各個方向都有.與A極相距l(xiāng)的地方有 熒光屏B，電子擊中熒光屏?xí)r便會發(fā)光.若在A和B之間的空 間里加一個水平向左、與熒光屏面垂直的勻強電場，電場強度為E，求B上受電子轟擊后的發(fā)光面積.,圖6,解析答案,1,2,3,4,解析陰極A受熱后發(fā)射電子，這些電子沿各個方向射向右 邊勻強電場區(qū)域，取兩個極端情況如圖所示. 沿極板豎直向上且速率為v的電子，受到向右的電場力作用 做

8、類平拋運動打到熒光屏上的P點. 豎直方向上yvt，,沿極板豎直向下且速率為v的電子，受到向右的電場力作用做類平拋運動打到熒光屏上的Q點，同理可得y .,1,2,3,4,3.(帶電粒子在交變電場中的運動)在空間有正方向水平 向右、大小按如圖7所示的圖線變化的電場，位于電場 中A點的電子在t0時速度為零，在t1 s時，電子離開 A點的距離大小為l.那么在t2 s時，電子將處在() A.A點B.A點左方l處 C.A點右方2l處D.A點左方2l處,圖7,解析答案,1,2,3,4,解析第1 s內(nèi)電場方向向右，電子受到的電場力方向向左，電子向左做勻加速直線運動，位移為l，第2 s內(nèi)電子受到的電場力方向向右，由于電子此時有向左的速度，因而電子繼續(xù)向左做勻減速直線運動，根據(jù)運動的對稱性，位移也是l，t2 s時總位移為2l，向左.,答案D,1,2,3,4,4.(電場中粒子的圓周運動)如圖8所示，半徑為R的環(huán)形塑料管豎直放置，AB為該環(huán)的水平直徑，且管的內(nèi)徑遠小于環(huán)的半徑，環(huán)的AB及以下部分處于水平向左的勻強電場中，管的內(nèi)壁光滑.現(xiàn)將一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球從管中A點由靜止釋放，已知qEmg.求：,圖8,1,2,3,4,(1)小球釋放后，第一次經(jīng)過最低點D時的速度和對管壁的壓力；,解析A