江苏省黄埭中学高三物理一轮学案39 带电粒子在电场中的运动1 2页

带电粒子在电场中的运动1‎ ‎【电场中的基本公式】‎ 1、 库仑定律： ‎ 2、 电荷在电场中的受力： ‎ 3、 电荷在电场中具有电势能： ‎ 4、 电场力做功等于电势能的减小： ‎ 5、 电势差等于两点的电势之差： ‎ 6、 电场力做功与电势差的关系： ‎ ‎7、匀强电场中电场强度与电势差的关系： ‎ ‎8、电容器的电容：定义式 决定式 ‎ ‎【基本概念】1、带电粒子在电场中的运动是否考虑重力？‎ ‎①基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或有明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)．②带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力．‎ ‎2、带电粒子在电场中的直线运动 条件：在匀强电场中，带电粒子的初速度为零或初速度与电场力共线．‎ 处理方法：(1)动能定理：____________；(2)牛顿第二定律： .‎ ‎3、带电粒子在电场中的偏转 研究条件：带电粒子垂直于电场方向进入匀强电场．‎ 处理方法：(1)沿初速度方向做匀速直线运动．(2)沿电场方向做匀加速直线运动．‎ ‎【例1】已知加速电场两极板间飞入电压U1；偏转电场两极板间电压U2，板间距d，板长L1，电子电量e，质量m，从左侧极板边缘由静止释放。（1）求电子飞出加速电场时的速度 ‎（2）求带电粒子飞出偏转电场时的侧移，偏角和速度 ‎【例2】如图所示，质量相同的两个带电粒子P、Q以相同的初速度沿垂直于电场方向射入两平行板间的匀强电场中，P从两极板正中央射入，Q从下极板边缘处射入，它们最后打在同一点(重力不计)，则从开始射入到打到上极板的过程中，求：‎ ‎（1）它们运动的时间之比tQ：tP= ‎ ‎（2）它们所带电荷量之比qP∶qQ＝ ‎ ‎（3）它们的动能增量之比ΔEkP∶ΔEkQ＝ ‎ ‎（4）它们的电势能减少量之比ΔEP∶ΔEQ＝ ‎ ‎【例3】如图所示，真空中水平放置长为L的平行金属板，以两板中间线为x轴，以垂直于极板过极板右端为y轴建立坐标系．在t＝0时，将图中所示的电压加在两板上，与此同时持续不断的电子沿x轴以速度v0飞入电场，均能从两板间飞出．关于电子穿过y轴的位置，正确的描述是(　　)‎ A. 当L≪v0T时，电子从同一位置穿过，这个位置在y轴正方向某处 B. 当L≪v0T时，电子从两个不同位置穿过，一个在坐标原点，一个在y轴正方向某处 C. 当L＝v0T时，电子在一段区域穿过，这个区域在y轴正方向上从原点开始 D. 当L＝v0T时，电子在一段区域穿过，这个区域在y轴正方向上不包括原点在内 ‎【课堂作业】1、如图所示，分别在M、N两点固定放置两个点电荷，电荷量均为+Q ，MN连线的中点为O．正方形ABCD以O点为中心，E、F、G、H是正方形四边的中点，则下列说法中正确的是（ ）‎ A．A点电势低于B点电势 ‎ B．正点电荷沿直线从A到B，电势能先减小后增大 C．O点的电场强度为零，电势也为零 O B M N A D．对同一负点电荷，沿路径A→C→D比沿A→B电场力做的功多 ‎2、如图所示，真空中有两个等量异种点电荷A、B， M、N、O是AB线的垂线上的点，且AO＞OB．一带负电的试探电荷仅受电场力作用，运动轨迹如图中实线所示，设M、N两点的场强大小分别EM、EN，电势分别为φM、φN．下列判断中正确的是（ ）‎ A．B点电荷一定带正电 B．EM小于EN [来源:Z|xx|k.Com]‎ C．φM大于φN D．此试探电荷在M处的电势能小于N处的电势能 ‎3、如图8所示，一个带电粒子从粒子源飘入(初速度很小，可忽略不计)电压为U1的加速电场，经加速后从小孔S沿平行金属板A、B的中心线射入，A、B板长为L，相距为d，电压为U2.则带电粒子能从A、B板间飞出应该满足的条件是(　　)‎ A.< B.< C.< D.< ‎4、如图所示，静止的电子在加速电压为U1的电场作用下从O经P板的小孔射出，又垂直进入平行金属板间的电场，在偏转电压为U2的电场作用下偏转一段距离．现使U1加倍，要想使电子的运动轨迹不发生变化，应该(　　)‎ A．使U2加倍 B．使U2变为原来的4倍 C．使U2变为原来的倍 D．使U2变为原来的 ‎ ‎5、在与x轴平行的匀强电场中，一带电量为2×10－‎6C、质量为4×10－‎2kg的带电物体在绝缘光滑水平面上沿着x轴做直线运动，其位移随时间的变化规律是x＝0.3t－0.05t2，式中x、t均用国际单位制的基本单位．求：‎ ‎（1）该匀强电场的场强； ‎ ‎（2）从开始运动到第5s末带电物体所运动的路程；‎ ‎（3）若第6s末突然将匀强电场的方向变为＋y轴方向，场强大小保持不变，在0～8s内带电物体电势能的增量． ‎