《带电粒子在电场中运动》课件汇编.ppt

* 带电粒子在电场中 的运动（上） 桐乡高级中学 吴良娟 一. 带电粒子在电场中的加速 例1 例2 例3 例4 例5 例6 二. 带电粒子在电场中的偏转 对偏移公式的讨论 例7 例8 例9 92年全国7 例10 04年海南理综35 01年上海11 带电粒子在电场中的运动(上） 如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U．两板间有一个带正电荷量为q的带电粒子，它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负极板时的速度有多大？ U q - + 带电粒子在电场力的作用下，电场力所的功 W=qU，设带电粒子到达负极板时的速度为V qE 由动能定理 1/2 mv2=qU 上式是从匀强电场的情况得出的， 但是同样适用非匀强电场的情况 /sgzy/kjxz/wl/physics_021.swf 一.带电粒子的加速 返回 例1、如图示，水平放置的平行板电容器间的匀强电场正中间P点有一带电粒子正好处于静止状态，如果把平行带电板瞬时改为竖直放置，带电粒子的运动将是 （ ） 保持静止状态 B. 从P点开始做自由落体运动 C. 从P点开始做平抛运动 D. 从P点开始做初速度为0，加速度为 g的匀加速直线运动 P D 返回 例2、 如图示，一质量为m带电量为+q的液滴自由下落，并从小孔进入相距为d的两平行板电容器，液滴下落的最大深度为d/2，极板电压为U，液滴开始下落的高度h为： （ ） A. qU／2mg B. （qU／2mg）- d/2 C. （2mg ／qU）- d/2 D. （qU／mg）- d/2 d h 解：由动能定理 mg（h+d/2）- qU/2=0 h =（qU／2mg）- d/2 B 返回 例3、如图所示，水平放置的两平行金属板相距h，有一质量为m，带电量为+q的小球在B板小孔正下方H处以初速v0竖直向上进入两板间，欲使小球恰好打到A板，求A、B板间的电压的绝对值是多少？??? ??? ??? ??? 解：+q从B板到A板过程中，电场力可能做正功， 也可能做负功。设AB间电压的绝对值为U。 若电场力做正功，则由动能定理?? qU-mg(H+h)=0 -1/2 mv02 U=[ mg(H+h) - 1/2 mv02 ]／q 若电场力做负功，则由动能定理??? ??? - qU-mg(H+h)= 0- 1/2 mv02 U=[ 1/2 mv02 - mg(H+h) ]／q 综上两种情况，A、B两板间电压的绝对值为??? U= mg(H+h) - 1/2 mv02 ／q A B h H v0 返回 例4、 如图示，M、N是水平放置的一对金属板，其中M板的中央有一个小孔O，板间存在竖直向上的匀强电场，AB是一长9L的轻质绝缘细杆，在杆上等间距地固定着10个完全相同的带正电小球，每个小球的电荷量为q、质量为m，相邻小球距离为L，现将最下端小球置于O处，然后将AB由静止释放，AB在运动 过程中始终保持竖直，经观察发现，在 第四个小球进入电场到第五个小球进入 电场这一过程中，AB做匀速运动，求： （1）两板间电场强度E （2）上述匀速运动过程中速度v 的大小 （3）第几个小球进入电场时速度恰好为0？ O M N B A 10 2 4 6 8 解： (1)有四个小球在电场中时, 如图示，由平衡条件 O M N B A 10 2 4 6 8 4qE=10mg ∴E=2.5mg/q (2)从开始到第四个小球刚好进入电场的过程,由动能定理 10mg×3L – qE(3L+2L+L)=1/2 ×10 mv2 (3)第n个小球刚好进入电场之前的过程, 由动能定理 B A 10 2 4 6 8 O 10mg×(n-1)L – qEL[(n-1) + (n-2) + …+2+1)]=0 10mg×(n-1)L – qEL[(n-1) n/2]=0 4qE×(n-1)L – qEL[(n-1) n/2]=0 ∴ n=8 返回 例5、如图示，静止在光滑水平面上，已经充电的平行板电容器的极板间距为d，在板上有个小孔，电容器固定在一绝缘底座上，总质量为M，有一质量为m的带正电铅丸对准小孔水平向左运动（重力不计），铅丸进入电容器后，距左边最小距离为d/2，求此时电容器已移过的距离。 m M 解：铅丸