高考物理第一輪復習 帶電粒子在電場中的運動課件1 新人教版.ppt

帶電粒子在電場中的運動,高三物理第一輪復習,注：某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)粒子的運動狀態(tài)來判定。,電場中的帶電粒子一般可分為兩類： 1、帶電的基本粒子：如電子，質(zhì)子，粒子，正負離子等。這些粒子所受重力和電場力相比小得多，除非有特殊說明，一般都不考慮重力（但并不能忽略質(zhì)量）。,2、帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除有說明以外，一般都要考慮重力。,一、電場中的粒子是否考慮重力,二、帶電粒子在電場中的運動,1、帶電粒子在電場中的平衡,2、帶電粒子在電場中的變速運動,二、帶電粒子在電場中的運動,1、帶電粒子在電場中的平衡,2、帶電粒子在電場中的變速運動,例1、如圖所示，一質(zhì)量為m的帶電小球，用一長為 的輕質(zhì)細線懸掛在天花板上，真?zhèn)€裝置處于電場強度為E的勻強電場中，靜止時懸線與豎直方向成30角，則（ ）,A 小球帶正電，電量為,B 小球帶負電，電量為,C 繩子張力為,D 繩子張力為,BD,點評:帶電粒子在電場中受共點力作用而平衡，基本解法是正交分解，對于三個共點力作用下的平衡，也可用矢量三角形法。,二、帶電粒子在電場中的運動,若帶電粒子在電場中處于平衡狀態(tài)靜止或勻速直線運動時，通過分析受力，根據(jù)平衡條件來解決問題。,1、帶電粒子在電場中的平衡,2、帶電粒子在電場中的變速運動,例2、如圖中的虛線為勻強電場中的等勢面，相鄰等勢面的電勢差均為100V，間距為5cm，一質(zhì)量為0.1kg的帶負電的小球，以10m/s的速度，沿與水平方向成30角射入電場，若該小球做直線運動，求：小球的帶電量. 小球沿運動方向的最大位移.(g=10m/s2),解： 根據(jù)物體做直線運動的條件得,所以小球的電量,小球沿初速度方向做勻減速直線運動，根據(jù)動能定理,其中,聯(lián)立 兩式解出小球沿運動方向的最大位移,第二問還能用其他的方法求解嗎？,另解：（2）小球沿初速度方向做勻減速直線運動 加速度,點評：帶電粒子在勻強電場中做勻變速直線運動時，有時需要結合直線運動和曲線運動的條件進行分析，可以用牛頓運動定律結合運動學公式求解，也可用動能定理求解。但兩種方法比較，用功能觀點解題更簡便。,由運動學公式,若帶電粒子在勻強電場中做勻變速直線運動，既可運用動力學方法處理，又可以運用動能定理處理；若帶電粒子在非勻強電場中加速，則往往只能運用動能定理方法處理。,二、帶電粒子在電場中的運動,若帶電粒子在電場中處于平衡狀態(tài)靜止或勻速直線運動時，通過分析受力，根據(jù)平衡條件來解決問題。,1、帶電粒子在電場中的平衡,2、帶電粒子在電場中的變速運動,（1）帶電粒子在電場中的勻變速直線運動,沿初速度方向做勻速運動，運動時間t,沿電場力方向做勻加速運動，加速度a,離開電場時的偏移量y,離開電場時的偏轉(zhuǎn)角度,）,（2）帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)（不計粒子重力）,若是垂直進入勻強電場，則粒子做類平拋運動，其軌跡為拋物線，可用運動的合成與分解的方法處理。,（3）帶電粒子先經(jīng)加速電場加速后再進入偏轉(zhuǎn)電場做類平拋運動。,離開電場時的偏轉(zhuǎn)角,離開電場時的偏移量,加速電場,偏轉(zhuǎn)電場,由此可知，粒子的偏轉(zhuǎn)角與粒子的 q、m 無關，僅決定于加速電場和偏轉(zhuǎn)電場。,兩個推論：,（a）電性相同的不同的帶電粒子從靜止經(jīng)過同一電場加速后進入同一偏轉(zhuǎn)電場，它們在電場中留下的軌跡相同。,帶電粒子從偏轉(zhuǎn)電場射出時，作粒子速度的反向延長線，設交初速度延長線于O點，O點與電場邊緣的距離為X，則,（b）粒子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時，就好像從極板間 的 處沿直線射出的。,例3、如圖，質(zhì)量m=510-8kg的帶電粒子以v0=2m/s的速度從水平放置的平行金屬板AB中央飛入電場,已知板長L=10cm,板間距離d=2cm,當AB間加電壓UAB=103V時,帶電粒子恰好沿直線穿過電場(設此時A板電勢高). 求:(1)帶電粒子的電性,電荷量為多少? (2)AB間所加電壓在什么范圍內(nèi)帶電粒子能從板間飛出?,解：（1）當UAB=103V時，根據(jù)粒子做直線運動的條件知粒子帶負電，,由平衡條件得,所以粒子的電量,（2）當UAB較小時，Eqmg,粒子向下偏轉(zhuǎn)，做類平拋運動,聯(lián)立式解出AB間所加電壓的最小值,當粒子剛好從B板右端飛出時，所加電壓具有最小值,當UAB較大時，Eqmg,粒子向上偏轉(zhuǎn)，做類平拋運動,聯(lián)立式解出AB間所加電壓的最大值,故要使粒子能從板間飛出，AB間所加電壓的范圍為,當粒子剛好從A板右端飛出時，所加電壓具有最大值,點評：這是帶電粒子在電場中偏轉(zhuǎn)的臨界與極值問題,處理的關鍵是找出能否飛出電場的臨界條件：粒子恰能飛出極板和恰不能飛出極板,對應著同一臨界狀態(tài)“擦邊球”，然后由臨界狀態(tài)來確定極值,這是求解此類問題的常用方法.,小結,.,一、是否考慮粒子重力 1、帶電的基本粒子 2、帶電微粒,二、帶電粒子在電場中的運動 1、帶電粒子在電場中的平衡正交分解法 2、帶電粒子在電場中的變速運動 （1）帶電粒子在電場中的加速 （2）帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)運動的合成與分解,1.一帶電粒子在電場中只受電場力作用時，它不可能出現(xiàn)的運動狀態(tài)是( ) A.勻速直線運動 B勻加速直線運動 C.勻變速曲線運動 D.勻速圓周運動,練習：,2.把一個傾角為的絕緣斜面固定在勻強電場中，電場方向水平向右，電場強度大小為E。有一質(zhì)量為m、帶電量為+q的物體以初速度v0，從A端滑上斜面恰好能沿斜面勻速運動，求物體與斜面間的動摩擦因數(shù)？,A,3.(2012新課標全國卷)如圖所示，平行板電容器的兩個極板與水平地面成一角度，兩極板與一直流電源相連。若一帶電粒子恰能沿圖中所示水平直線通過電容器，則在此過程中，該粒子( ) A所受重力與電場力平衡 B電勢能逐漸增加 C動能逐漸增加 D做勻變速直線運動,BD,