高二物理帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)典型例題剖析

1、帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)典型例題剖析例1、如圖，虛線(xiàn)a、b和c是靜電場(chǎng)中的三個(gè)等勢(shì)面，它們的電勢(shì)分別為(f)a、(f)b、和4 c, 4 a 4 b 4 c。一帶電的粒子射入電場(chǎng)中，其運(yùn)動(dòng)軌跡如實(shí)線(xiàn)KLMN所示，由圖可知 (AC )A、粒子從K到L的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功B、粒子從L到M的過(guò)程中，電場(chǎng)力做負(fù)功C、粒子從K到L的過(guò)程中，靜電勢(shì)能增加D、粒子從L到M的過(guò)程中，動(dòng)能減少例2、如圖所示，有三個(gè)質(zhì)量相等，分別帶正電，負(fù)電和不帶電的小球，從上、下帶電平行金屬板間的 P點(diǎn)以相同速率垂直電場(chǎng)方向射入電場(chǎng),它們分別落到A、B、C三點(diǎn)，則(AC )(A) A帶正電、B不帶電、C帶負(fù)電(B)三小球在電場(chǎng)

2、中運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等(C)在電場(chǎng)中加速度的關(guān)系是acaBaA(D)到達(dá)正極板時(shí)動(dòng)能關(guān)系 EaEbEc例3、如圖所示，帶負(fù)電的小球靜止在水平放置的平行板電容器兩板間，距下板0.8 cm,兩板間的電勢(shì)差為 300 V.如果兩板間電勢(shì)差減小到 60 V,則帶電小球運(yùn)動(dòng)到極板上需多長(zhǎng)時(shí)間？例3、解析：取帶電小球?yàn)檠芯繉?duì)象，設(shè)它帶電量為 q,則帶電小球受重力 mg和電場(chǎng)力qE的作用.當(dāng)Ui = 300 V時(shí)，小球平衡： mg = qd當(dāng)U 2 = 60 V時(shí)，帶電小球向下板做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)：U2個(gè)mg -q- = ma ，1,2又h = - at?2由得:2t = 2Ulh.,(Ui -U2)g_ ，一 一2

3、s=4.5 M0 s2 0,8 10 300:(300 -60) 10例4、絕緣的半徑為 R的光滑圓環(huán)，放在豎直平面內(nèi)，環(huán)上套有一個(gè)質(zhì)量為m,帶電量為+q的小環(huán)，它們處在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度為E （如圖所示），小環(huán)從最高點(diǎn)A由靜止開(kāi)始滑動(dòng)，當(dāng)小環(huán)通過(guò)（1）與大環(huán)圓心等高的 B點(diǎn)與（2）最低點(diǎn)C時(shí)，大 環(huán)對(duì)它的彈力多大？方向如何？例4、解：（1）小環(huán)由a到b的過(guò)程中，重力做正功（mgR）,電場(chǎng)力也做正功（qER）,彈力不做功；根據(jù)動(dòng)能定理（設(shè)通過(guò)B點(diǎn)時(shí)速度大小為vB）12mvB : mgR qER小環(huán)通過(guò)B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方程為:解方程和，可知小環(huán)通過(guò)2 mvBR=Nb -qEB點(diǎn)時(shí)，大環(huán)對(duì)它的彈力指向環(huán)心0,大小為-mvC = 2mgR 2d小環(huán)通過(guò)C點(diǎn)時(shí)的運(yùn)動(dòng)方程為2mvBN B = r qE = 2mg 3qE（2）小環(huán)由A到C的過(guò)程中，電場(chǎng)力與彈力都不做功，只有重力做功，設(shè)通過(guò)C點(diǎn)時(shí)小環(huán)的速度大小為 vC,根據(jù)動(dòng)能定理:2mvCNc -mgRd2mvCN C = mg = 5mg解方程和得：R有一根管口比小球直徑略大的豎直細(xì)管,管的上口距地面（1）小球碰撞地通過(guò)管子可在管口上方整個(gè)區(qū)域里加一場(chǎng)強(qiáng)方向向左的勻強(qiáng)電場(chǎng)。求:的初速度電場(chǎng)強(qiáng)度E的大??；（3）小球落地時(shí)的動(dòng)能。.：mq圖4例5、（1）從