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1、
帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng) 1
【學(xué)習(xí)目的】1、知道帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)是否要考慮重力
2、知道帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的兩種常見運(yùn)動(dòng)(加速、偏轉(zhuǎn))
【新課教學(xué)】準(zhǔn)備知識(shí)1:物體做直線運(yùn)動(dòng)的條件是:
物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是:
準(zhǔn)備知識(shí)2:電荷在電場中的受力:
庫侖定律:
勻強(qiáng)電場中
2、電場強(qiáng)度與電勢差的關(guān)系:
電場力做功與電勢差的關(guān)系:
電場力做功與電勢能的關(guān)系:
動(dòng)能定理表達(dá)式:
準(zhǔn)備知識(shí)3:帶電粒子在電場中運(yùn)動(dòng)時(shí)是否要考慮重力?
①基本粒子:如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等除有說明或有明確的暗示以外,
一般都不考慮重力(但并不忽略質(zhì)量).
②帶電顆粒:如液滴、油滴、塵埃、小球
3、等,除有說明或有明確的暗示以外,
一般都不能忽略重力
【例1】已知加速電場兩極板間飛入電壓U1;偏轉(zhuǎn)電場兩極板間電壓U2,板間距d,板長L,電子電量e,質(zhì)量m,從左側(cè)極板邊緣由靜止釋放。(1)求電子飛出加速電場時(shí)的速度
(2)求帶電粒子飛出偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的側(cè)移,偏角
【歸納提煉】:
【例2】如圖所示,真空中水平放置長為L的平行金屬板,以兩板中間線為x軸,以垂直于極板過極板右端為y軸建立坐標(biāo)系.在t=0時(shí),將圖中所示的電壓加在兩板上,與此同時(shí)持續(xù)不斷的電子沿x軸以速度v0飛入電場,均能從兩板間飛出.關(guān)于電子穿過y軸的位置,正確
4、的描述是( )
A. 當(dāng)L?v0T時(shí),電子從同一位置穿過,這個(gè)位置在y軸正方向某處
B. 當(dāng)L?v0T時(shí),電子從兩個(gè)不同位置穿過,一個(gè)在坐標(biāo)原點(diǎn),一個(gè)在y軸正方向某處
C. 當(dāng)L=v0T時(shí),電子在一段區(qū)域穿過,這個(gè)區(qū)域在y軸正方向上從原點(diǎn)開始
D. 當(dāng)L=v0T時(shí),電子在一段區(qū)域穿過,這個(gè)區(qū)域在y軸正方向上不包括原點(diǎn)在內(nèi)
【例3】如圖所示,粗糙程度均勻的絕緣斜面下方O點(diǎn)處有一正點(diǎn)電荷,帶正電的小物體以初速度V1從M點(diǎn)沿斜面上滑,到達(dá)N點(diǎn)時(shí)速度為零,然后下滑回到M點(diǎn),此時(shí)速度為V2(V2<V1)。若小物體電荷量保持不變,OM=ON,且全過程中未離開斜面,則( )
A、從N到M
5、的過程中,小物體的電勢能逐漸減小
B、從M到N的過程中,電場力對(duì)小物體先做負(fù)功后做正功
C、從N到M的過程中,小物體受到的摩擦力是先增大后減小
D、小物體上升的最大高度為
【例4】如圖所示,質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球在距離地面高為A處,以一定的初速度水平拋出,在距拋出點(diǎn)水平距離上處有一管口略比小球直徑大一些的豎直細(xì)管,管上口距地面h/2,為使小球能無碰撞地通過管子,在管子上方整個(gè)區(qū)域內(nèi)加一個(gè)水平向左的勻強(qiáng)電場.
求:⑴小球的初速度v
⑵電場強(qiáng)度E
【課堂作業(yè)】1、如圖所示,質(zhì)量相同的兩個(gè)帶電粒子P、Q以相同的初速度沿垂直于電場方向射入兩平行板間的勻
6、強(qiáng)電場中,P從兩極板正中央射入,Q從下極板邊緣處射入,它們最后打在同一點(diǎn)(重力不計(jì)),則從開始射入到打到上極板的過程中,求:
(1)它們運(yùn)動(dòng)的時(shí)間之比tQ:tP=
(2)它們所帶電荷量之比qP∶qQ=
(3)它們的動(dòng)能增量之比ΔEkP∶ΔEkQ=
(4)它們的電勢能減少量之比ΔEP∶ΔEQ=
2、如圖甲所示,A、B是一對(duì)平行金屬板.A板的電勢φA=0,B板的電勢φB隨時(shí)間的變化規(guī)律為如圖乙所示,現(xiàn)有一電子從A板上的小孔進(jìn)入兩板間的電場區(qū)內(nèi).電子的初速度和重力的影響均可忽略,則( )
7、
A、若電子是在t=0時(shí)刻進(jìn)入的,它可能不會(huì)到達(dá)B板
B、若電子是在t=T/2時(shí)刻進(jìn)入的,它一定不能到達(dá)B板
C、若電子是在t=T/8時(shí)刻進(jìn)入的,它可能時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng),時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng),最后穿過B板
D、若電子是在t=3T/8時(shí)刻進(jìn)入,它可能時(shí)而向B板運(yùn)動(dòng),時(shí)而向A板運(yùn)動(dòng),最后穿過B板
3、如圖所示,粗糙的絕緣水平面上,A、B兩點(diǎn)相距4L,O為AB的中點(diǎn),且AC=CO=OD=DB,A、B兩處分別固定有電量為+Q的點(diǎn)電荷.在C點(diǎn)處有一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn)),帶電量為+q(q?Q),以初速度v0向右滑行,通過O點(diǎn)后恰好在D點(diǎn)處停下并保持靜止,求:(1)C點(diǎn)處的電場強(qiáng)度;
(2)物塊在D點(diǎn)處的靜摩擦力;
(3)物塊從C點(diǎn)滑到D點(diǎn),摩擦力做的功Wf;
(4)物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù).