高中物理选修3-1精品课件：习题课三-带电粒子在电场中的运动

1、习题课三带电粒子在电场中的运动习题课三带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的直线运动图1精典示例例1如图1所示，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电，现有质量为m、带电荷量为q的小球在B板下方距离B板为H处，以初速度v0竖直向上从B板小孔进入板间电场。带电粒子在电场中的直线运动图1精典示例(1)带电小球在板间做何种运动？(2)欲使小球刚好打到A板，A、B间电势差为多少？(1)带电小球在板间做何种运动？1带电粒子在电场中做直线运动(1)匀速直线运动：此时带电粒子受到的合外力一定等于零，即所受到的电场力与其他力平衡。(2)匀加速直线运动：带电粒子受到的合外力与其初速度方向同向。(3)匀减

2、直线运动：带电粒子受到的合外力与其初速度方向反向。2分析带电粒子在电场中做直线运动的方法(1)动力学方法牛顿运动定律、匀变速直线运动公式。(2)功和能方法动能定理。(3)能量方法能量守恒定律。高中物理选修3-1精品课件：习题课三-带电粒子在电场中的运动针对训练1 (多选)如图2所示，M、N是真空中的两块平行金属板，质量为m、电荷量为q的带电粒子，以初速度v0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子恰好能到达N板。如果要使这个带电粒子到达M、N板间距的 后返回，下列措施中满足要求的是(不计带电粒子的重力)()图2针对训练1 (多选)如图2所示，M、N是真空中的两块平行答案BD答案BD带电粒子在

3、电场中的类平抛运动精典示例例2 长为L的平行金属板竖直放置，两极板带等量的异种电荷，板间形成匀强电场，一个带电荷量为q、质量为m的带电粒子，以初速度v0紧贴左极板垂直于电场线方向进入该电场，刚好从右极板边缘射出，射出时速度恰与右极板成30角，如图3所示，不计粒子重力，求：图3带电粒子在电场中的类平抛运动精典示例图3(1)粒子末速度的大小；(2)匀强电场的场强；(3)两板间的距离。(1)粒子末速度的大小；高中物理选修3-1精品课件：习题课三-带电粒子在电场中的运动(1)分析带电粒子在电场中做类平抛运动的方法：利用运动的合成与分解把曲线运动转换为直线运动。利用的物理规律有：牛顿运动定律结合运动学公

4、式、动能定理、功能关系等。(2)分析此类问题要注意：粒子在哪个方向不受力，在哪个方向受电场力，粒子的运动轨迹向哪个方向弯曲。 高中物理选修3-1精品课件：习题课三-带电粒子在电场中的运动针对训练2 (2018黄冈模拟)如图4所示，一电荷量为q的带电粒子以一定的初速度由P点射入匀强电场，入射方向与电场线垂直，粒子从Q点射出电场时，其速度方向与电场线夹角为30。已知匀强电场的宽度为d，P、Q两点的电势差为U，不计重力作用，设P点的电势为零。则下列说法正确的是()图4针对训练2 (2018黄冈模拟)如图4所示，一电荷量为答案C答案C带电粒子在交变电场中的运动精典示例例3 在如图5所示的平行板电容器的

5、两板A、B上分别加如图6甲、乙所示的两种电压，开始B板的电势比A板高。在电场力作用下原来静止在两板中间的电子开始运动。若两板间距足够大且不计重力，试分析电子分别在甲、乙两种交变电压作用下的运动情况，并定性画出相应的vt图象。图5图6带电粒子在交变电场中的运动精典示例图5图6答案见解析答案见解析针对训练3 (多选)带正电的微粒放在电场中，场强的大小和方向随时间变化的规律如图7所示。带电微粒只在电场力的作用下由静止开始运动，则下列说法中正确的是()图7A微粒在01 s内的加速度与12 s内的加速度相同B微粒将沿着一条直线运动C微粒做往复运动D微粒在第1 s内的位移与第3 s内的位移相同针对训练3

6、(多选)带正电的微粒放在电场中，场强的大小和解析设粒子的速度方向、位移方向向右为正，作出粒子的vt图象如图所示。由图可知选项B、D正确。答案BD解析设粒子的速度方向、位移方向向右为正，作出粒子的vt图要点归纳1解决电场(复合场)中的圆周运动问题，关键是分析向心力的来源，指向圆心的力提供向心力，向心力的提供有可能是重力和静电力的合力，也有可能是单独的重力或静电力。2有时可以把复合场中的圆周运动等效为竖直面内的圆周运动，找出等效“最高点”和“最低点”。带电体(或带电粒子)在电场中的圆周运动要点归纳带电体(或带电粒子)在电场中的圆周运动精典示例例4 如图8所示，半径为r的绝缘细圆环的环面固定在水平面

7、上，场强为E的匀强电场与环面平行。一电荷量为q、质量为m的小球穿在环上，可沿环做无摩擦的圆周运动，若小球经A点时，速度vA的方向恰与电场垂直，且圆环与小球间沿水平方向无力的作用，求：图8精典示例图8(1)速度vA的大小；(2)小球运动到与A点对称的B点时，对环在水平方向的作用力的大小。(1)速度vA的大小；高中物理选修3-1精品课件：习题课三-带电粒子在电场中的运动针对训练4 如图9所示，ABCD为放在E1.0103 V/m的水平匀强电场中的绝缘光滑轨道，其中BCD部分是直径为20 cm的半圆环，AB15 cm，今有m10 g、q104 C 的小球从静止由A起沿轨道运动，求：图9(1)运动到图中C处时速度；(2)在C处时对