学案：带电子在电场中的运动.doc

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1、江苏省沭阳如东中学高三物理学案（带电粒子在电场中的运动）班级学号姓名20121012【导学目标】1.会用牛顿运动定律和能量转化观点分析处理带电粒子在电场中的加速运动2.能利用分解运动的方法处理带电粒子的类平抛运动．【考点突破】一、带电粒子在电场中的直线运动1．带电粒子在电场中的运动，综合了静电场和力学的知识，分析方法和力学的分析方法基本相同：先分析受力情况，再分析运动状态和运动过程(平衡、加速、减速；直线还是曲线)，然后选用恰当的规律解题．解决这类问题的基本方法是：(1)采用运动和力的观点：牛顿第二定律和运动学知识求解．(

2、2)用能量转化的观点：动能定理和功能关系求解．2．对带电粒子进行受力分析时应注意的问题(1)要掌握电场力的特点．电场力的大小和方向不仅跟场强的大小和方向有关，还跟带电粒子的电性和电荷量有关．在匀强电场中，同一带电粒子所受电场力处处是恒力；在非匀强电场中，同一带电粒子在不同位置所受电场力的大小和方向都可能不同．(2)是否考虑重力要依据情况而定．基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示外，一般不考虑重力(但不能忽略质量)．带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确暗示外，一般都不能忽略重力．例l．（

3、南通市2008～2009学年度高三第一学期期中调研测试）如图所示，在足够长的光滑绝缘水平直线轨道上方高度的P点，固定电荷量为+Q的点电荷．一质量为m、带电量为+q的物块（可视为质点），从轨道上的A点以初速度沿轨道向右运动，当运动到P点正下方B点时速度为．已知点电荷产生的电场在A点电势为（取无穷远处电势为零），PA连线与水平轨道的夹角为60°，试求：（1）物块在A点时受到轨道的支持力大小；（2）点电荷+Q产生的电场在B点的电势；（3）物块能获得的最大速度．二、带电粒子在电场中的偏转例2．如图所示，两种不同的正离子(不计重力)

4、垂直射人偏转电场，从偏转电场射出时具有相同的偏转距离y和偏转角θ(偏转电压U保持不变)，则两种离子进入偏转电场前只要满足A．速度相同B．动能相同C．比荷和速度都相同D．由静止经同一加速电场加速例3．如图所示的直角坐标系中，在直线的y轴区域内存在两个大小相等、方向相反的有界匀强电场，其中x轴上方的电场的方向沿y轴负方向，x轴下方的电场方向沿y轴正方向。在电场左边界上到区域内，连续分布着电荷量为+q，质量为m的粒子。从某时刻起由A点到C点间的粒子，依次连续以相同的速度沿x轴正方向射入电场。若从A点射入的粒子，恰好从y轴上的沿x

5、轴正方向射出电场，其轨迹如图所示。不计粒子的重力及它们间的相互作用。（1）求匀强电场的电场强度E：（2）求AC间还有哪些位置的粒子，通过电场后也能沿x轴正方向运动？（1）从A点射出的粒子，由A到的运动时间为T，根据运动轨迹和对称性，x轴方向①y轴方向②解得：③（2）设到C点的距离为处射出的粒子通过电场后也没x轴正方向，粒子第一次达x轴用时，水平位移为，则④粒子从电场射出时的速度方向也将沿x轴正方向，则⑤解之得：⑥即AC间y坐标为⑦评分说明：①②③式各2分，④式4分，⑤⑥式各2分，⑦式3分三、带电粒子在交变电场中的运动例4．

6、一对平行金属板A、B间电压变化如图所示，一个不计重力的带负电的粒子原来静止在O点处，下面有几种关于粒子的运动情况的说法正确的是（）A．在t=0时无初速释放，则粒子一定能打到A板上B．在t=0时无初速释放，粒子在满足一定条件的情况下才会打到A板上C．t=时无初速释放，则粒子一定能打到A板上D．t=时无初速释放，粒子在满足一定条件的情况下能打到A板上例5．如图(a)，平行金属板A和B间的距离为d，现在A、B板上加上如图（b）所示的方波形电压，t=0时A板比B板的电势高，电压的正向值为U0，反向值也为U0．现有由质量为m的带正电

7、且电荷量为q的粒子组成的粒子束，从AB的中点O以平行于金属板方向OO/的速度v0=射入，所有粒子在AB间的飞行时间均为T，不计重力影响．求：（1）粒子飞出电场时的速度；（2）粒子飞出电场时位置离O/点的距离范围（1）打出粒子的速度都是相同的，在沿电场线方向速度大小为所以打出速度大小为设速度方向与v0的夹角为θ，则（2）当粒子由时刻进入电场，向下侧移最大，则当粒子由时刻进入电场，向上侧移最大，则在距离O/中点下方至上方范围内有粒子打出．【针对训练】1．如图所示，电子由静止开始从A板向B板运动，当到达B极板时速度为v，保持两板

8、间电压不变，则(　　)A．当增大两板间距离时，v也增大B．当减小两板间距离时，v增大C．当改变两板间距离时，v不变D．当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间也增大2．如图甲所示，一条电场线与Ox轴重合，取O点电势为零，Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图乙所示，若在O点由静止释放一电子，电子仅受