教育专题：习题课带电粒子在复合场中的运动

第一章静电场,习题课带电粒子在复合场中的运动,第一章静电场,知识检索,带电粒子在复合场中的运动，综合了静电场和力学的知识解决这类问题有两种观点：一是动力学观点，二是能量观点分析此类问题时，一般先受力分析，然后再分析运动状态和运动过程,(,平衡,/,加速；直线,/,曲线,),，最后再恰当地选用规律求解按带电粒子在电场中的运动轨迹可分为以下几种情况：,直线运动；,类平抛运动；,圆周运动,典题示例,例,1,一个带正电的粒子，从,A,点射入水平方向的匀强电场中，粒子沿直线,AB,运动，如图所示已知,AB,与电场线夹角,30,，带电粒子的质量,m,1.0,10,7,kg,，电荷量,q,1.0,10,10,C,，,A,、,B,相距,L,20 cm.(,取,g,10 m/s,2,，结果保留两位有效数字,),求：,(1),粒子在电场中运动的性质，要求说明理由,(2),电场强度的大小和方向,(3),要使粒子从,A,点运动到,B,点，粒子射入电场时的最小速度是多少？,【,答案,】,见解析,(2013,湖北黄冈中学高二月考,),两平行金属板,A,、,B,水平放置，一个质量为,m,5,10,6,kg,的带电粒子，以,v,0,2 m/s,的水平速度从两板正中位置射入电场，如图所示，,A,、,B,两板间距离为,d,4 cm,，板长,L,10 cm.(,g,取,10 m/s,2,),(1),当,A,、,B,间的电压,U,AB,1 000 V,时，粒子恰好不偏转，沿图中直线射出电场，求该粒子的电荷量和电性,(2),令,B,板接地，欲使该粒子射出偏转电场，求,A,板所加电势,A,的范围,例,2,【,解析,】,(1),当,U,AB,1 000 V,时，重力跟电场力平衡，微粒沿初速度方向做匀速直线运动，由,qU,AB,/,d,mg,得：,q,mgd,/,U,AB,2,10,9,C,因重力方向竖直向下，故电场力方向必须竖直向上又场强方向竖直向下,(,U,AB,0),，所以微粒带负电,【,思路点拨,】,本题中平行极板水平放置，研究对象是带电微粒，根据这两点考虑带电粒子的重力,(2),当,qE,mg,时，带电微粒向上偏设微粒恰好从上板右边缘飞出时,A,板电势为,1,，,因,B,0,，所以,U,AB,1,.,此时，微粒在水平方向做匀速运动，在竖直方向受重力和电场力作用，由牛顿第二定律：,【,答案,】,(1),2,10,9,C,(2)600 V,A,2 600 V,例,3,【,规律总结,】,解决这类问题的基本方法和力学中的情形相同，但处理时要充分考虑到电场力的特点，灵活应用等效法、叠加法分析和解决问题，同时应注意,“,力学最高点,”,与,“,几何最高点,”,的区别,尝试应用,1,如图所示，相距为,d,，水平放置的两平行金属板,A,、,B,的电容为,C,，开始时两板均不带电，,A,板接地且中央有孔现将带电荷量为,q,、质量为,m,的带电液一滴一滴地从小孔正上方,h,处无初速度地滴下，竖直落到,B,板上层，电荷全部被,B,板吸收,(,重力加速度为,g,，不计阻力,),，试求：,(1),第几滴液滴在,A,、,B,间做匀速直线运动？,(2),能够到达,B,板的液滴数不会超过多少？,(3),若能够到达,B,板的液滴数为,k,，第,(,k,1),滴液滴将如何运动？,2.,一个带正电的油滴从如图所示的匀强电场上方,A,点自由下落，油滴落入匀强电场后，能较准确地描述油滴运动轨迹的是下图中的,(,),解析：选,B.,油滴从,A,点自由下落以一竖直速度进入电场，进入电场后受重力和电场力两恒力作用如图所示，根据物体做曲线运动的条件，运动轨迹将向右弯曲，故选,B.,本部分内容讲解结束,按,ESC,键退出全屏播放,