第1講帶電粒子在電場中的運動

1、第1講帶電粒子在電場中的運動O分析命題點備考重點備考說明帶電粒子在 電場中做無 規(guī)則的曲線 運動(非類平 拋,非圓周運動)1. 本節(jié)內(nèi)容以單選題形式出現(xiàn)時，主 要考查庫侖定律、電場線及其性質(zhì)、 電場強度、電勢能和電勢高低的判 斷、電容器等知識，也會涉及到帶電 粒子在電場中的加速和偏轉(zhuǎn)問題，此 部分內(nèi)容有定量計算，所以要求學生 熟練掌握相關(guān)公式。2. 本節(jié)內(nèi)容以計算題形式出現(xiàn)時，主要考查帶電粒子在電場中的運動、電勢能、電場力做功或與其他能量知識 結(jié)合；與洛倫茲力相結(jié)合考查粒子在 復合場中運動，是考試中的熱點，需 要特別引起注意。3. 復習重點放在以下幾個方面：(1) 利用曲線運動的條件和運動規(guī)

2、律,求解帶電粒子在非勻強電場中的 運動；(2) 電場強度、電勢、電勢能之間的 關(guān)系；1. 示波管問題 的分析與計算 不涉及兩個偏 轉(zhuǎn)電極同時加 電壓的情形。2. 解決帶電粒 子偏轉(zhuǎn)問題只 限于垂直電場 方向入射且偏 轉(zhuǎn)電極加恒定 電壓的情形。帶電粒子在勻強電場中加速、偏轉(zhuǎn)(3)定量計算粒子在電場中運動的相 關(guān)問題。fl知識梳理1. 帶電粒子在電場中的運動軌跡問題(1) 判斷速度方向：帶電粒子軌跡的切線方向為該點處的速度方向。(2) 判斷電場力(或場強)的方向：帶電粒子所受電場力方向(僅受電場 力作用)指向軌跡曲線的凹側(cè)，再根據(jù)粒子的正、負判斷場強的方向。 判斷電場力做功的正負及電勢能的增減：若

3、電場力與速度方向成 銳角，則電場力做正功，電勢能減??；若電場力與速度方向成鈍角，則 電場力做負功，電勢能增加。2. 帶電粒子在勻強電場中的加速(1)動力學分析：帶電粒子沿與電場線平行方向進入電場，受到的電場 力與運動方向在同一直線上，做加(減)速直線運動，如果是勻強電場, 則做勻加(減)速運動。功能關(guān)系分析：粒子只受電場力作用，有qU=2mv- 2mvo2,其中U指 初、末位置間的電勢差，此式適用于一切電場。3. 帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)(1) 動力學分析：帶電粒子以速度Vo垂直于電場線方向飛入兩帶電平 行板產(chǎn)生的勻強電場中，受到恒定的與初速度方向成90°角的電場力 作用而做勻變速

4、曲線運動(類平拋運動)。(2) 運動學分析(看成類平拋運動)：沿初速度方向做速度為Vo的勻速直線運動。沿電場力方向做初速度為零的勻加速直線運動4. 電場力做功與功能關(guān)系電場力做功的計算畳霑矗fl*-功的卅irf申方町ii-*=電務能電場中的W=-A Ep。方法(1)電場力做正功，電勢能減少，電場力做負功，電勢能增加，即功能關(guān)系如果只有電場力做功，則動能和電勢能之間相互轉(zhuǎn)化，動能(Ek)和電勢能(Ep)的總和不變,即厶Ek=- Ep?？键c1帶電粒子在電場中的運動綜合問題例1(多選)如圖所示,MN是一正點電荷產(chǎn)生的電場中的一條電場 線。一個帶負電的粒子(不計重力)從a到b穿越這條電場線的軌跡如 圖

5、中虛線所示，下列結(jié)論正確的是()A. 點電荷一定位于M點的左側(cè)B. 帶電粒子從a到b的過程中動能逐漸減小C. 帶電粒子在a點的加速度小于在b點的加速度D. 帶電粒子在a點時的電勢能大于在b點時的電勢能I左紳養(yǎng)勻卜帶電粒子在電場中運動軌跡問題的分析方法 （1）從軌跡的彎曲方向判斷受力方向（軌跡向合外力方向彎曲）,從而 分析電場方向或電荷的正負。結(jié)合軌跡、速度方向與靜電力的方向，確定靜電力做功的正負，從 而確定電勢能、電勢和電勢差的變化等。根據(jù)動能定理或能量守恒定律判斷動能的變化情況。隨堂練1（多選）如圖所示，實線為不知方向的三條電場線，從電場 中M點以相同速度垂直于電場線方向飛出 a、b兩個帶電

6、粒子，僅在電 場力作用下的運動軌跡如圖中虛線所示，則（）A. a 一定帶正電,b 一定帶負電B. a的速度將減小,b的速度將增加C. a的加速度將減小,b的加速度將增大D. 兩個粒子的動能均增加隨堂練2如圖,P是固定的點電荷，虛線是以P為圓心的兩個圓。帶 電粒子Q在P的電場中運動，運動軌跡與兩圓在同一平面內(nèi),a、b、c 為軌跡上的三個點。若 Q僅受P的電場力作用，其在a、b、c點的加 速度大小分別為aa、ab、ac,速度大小分別為Va、Vb、Vc。則（）A. a a>ab>ac,V a>Vc>VbB.aa>ab>ac,v b>vc>vaC.ab&

7、gt;a>aa,v b>Vc>VaD.ab>3c>aa,V a>Vc>Vb考點2帶電粒子在勻強電場中的偏轉(zhuǎn)例2如圖所示,A、B和C D為兩平行金屬板,A、B兩板間電勢差 為U,C、D始終和電源相接，測得其間的場強為E。一質(zhì)量為m電荷 量為q的帶電粒子(重力不計)由靜止開始，經(jīng)A、B加速后穿過C、D 發(fā)生偏轉(zhuǎn),最后打在熒光屏上，已知C D極板長均為X,熒光屏距C、D 右端的距離為L,問：(1) 粒子帶正電還是帶負電？(2) 粒子打在熒光屏上的位置距0點多遠處？(3) 粒子打在熒光屏上時的動能為多大？1£注粽上十 以示波管模型為例，帶電粒子經(jīng)加速

8、電場U加速，再經(jīng)偏 轉(zhuǎn)電場U偏轉(zhuǎn)后,需再經(jīng)歷一段勻速直線運動才會打到熒光屏上而顯示亮點P,如圖所示。(1)確定最終偏移距離OP的兩種方法:方法1:摘定加速確足0嚴r+r1方法2:確定0代承=1例窕偏1用緒倫覽%廣|欄悝二坤潯->T(T*（2）確定粒子經(jīng)偏轉(zhuǎn)電場后的動能（或速度）的兩種方法:方法1：方法2:隨堂練3 （2020 浙江1月選考）如圖所示，電子以某一初速度沿兩 塊平行板的中線方向射入偏轉(zhuǎn)電場中，已知極板長度I,間距d,電子 質(zhì)量m,電荷量e。若電子恰好從極板邊緣射出電場，由以上條件可以求出的是（)1- + + * +11 01f iA.偏轉(zhuǎn)電壓B.偏轉(zhuǎn)的角度C.射出電場速度D.電場中運動的時間隨堂練4（多選）如圖，帶電荷量之比為qA : qB=1 : 3的帶電粒子A、B以相等的速度vo從同一點出發(fā)，沿著跟電