解決帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題的基本思路.ppt

帶電微粒 在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),解決帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題的 基本思路,1受力分析 研究對(duì)象有兩種：帶電粒子和帶電微粒 前者不考慮重力，包括電子、質(zhì)子、粒子等基本粒子或題目提示或暗示忽略重力 后者要考慮重力，如帶電油滴、帶電通草球等或題目提示或暗示不能忽略重力,解決帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題的 基本思路,2運(yùn)動(dòng)軌跡和過程分析 帶電粒子運(yùn)動(dòng)形式?jīng)Q定于：粒子的受力情況和初速度情況,解決帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題的 基本思路,3運(yùn)用適當(dāng)?shù)囊?guī)律列方程解題 （1）力的觀點(diǎn)：牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式 （2）能量的觀點(diǎn)：動(dòng)能定理和能的轉(zhuǎn)化與守恒定律 注意：電場(chǎng)力做功與路徑無關(guān) （3）動(dòng)量的觀點(diǎn)：動(dòng)量定理,帶電微粒在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),由于帶電微粒的重力不能忽略， 帶電微粒是在電場(chǎng)和重力場(chǎng)并存的空間里運(yùn)動(dòng)，所以受力分析時(shí)要注意。,例：如圖所示，質(zhì)量為m，帶電量為+q的滑塊，沿絕緣斜面勻速下滑，當(dāng)滑塊滑至豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域時(shí)，滑塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（ ） A繼續(xù)勻速下滑 B將加速下滑 C將減速下滑 D上述三種情況都有可能發(fā)生,帶電微粒在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng),例：如圖所示，A、B為平行金屬板，兩板相距d，分別與電源兩極相連，兩板的中央各有一個(gè)小孔M、N。今有一帶電質(zhì)點(diǎn)，自A板上方相距為d的P點(diǎn)由靜止自由下落（P、M、N在同一豎直線上），空氣阻力不計(jì)，到達(dá)N孔時(shí)速度恰好為零，然后沿原路返回，若保持兩板板間的電壓不變，則 A、把A板向上平移一小段距離，質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落仍能返回 B、把A板向下平移一小段距離， 質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過N孔 繼續(xù)下落 C、把B板向上平移一小段距離， 質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落仍能返回 D、把B板向下平移一小段距離， 質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)自由下落后將穿過N孔 繼續(xù)下落,從P到N的過程中，由動(dòng)能定理得：,mg2d-Eqd=0,mg2d-Uq=0,當(dāng)A板向上平移，從P到N的過程中，由動(dòng)能定理有：,質(zhì)點(diǎn)到N點(diǎn)時(shí)，速度 剛好為零。,所以，仍能返回,mg2d-Uq=0,同理，當(dāng)A板向下平移時(shí)，也能返回。,P,M,N,A,B,d,d,h,mg(2d-h),-Uq,=,-0,0,所以，未到N點(diǎn)，已經(jīng)速度減為0，返回。,當(dāng)B板向上平移h時(shí)，從P到N的過程中，由動(dòng)能定理有：,P,M,N,A,B,d,d,h,mg(2d+h),-Uq,=,-0,vN0,將穿過N孔繼續(xù)下落,當(dāng)B板向下平移 h時(shí)，從P到N的過程中，由動(dòng)能定理有：,例：質(zhì)量為m的帶電小球在勻強(qiáng)電場(chǎng)中以初速V水平拋出，小球加速度方向豎直向下，大小為g/3,則在小球的豎直分位移為H的過程中，以下結(jié)論中正確的是 A、小球的動(dòng)能增加了mgh/3 B、小球的電勢(shì)能增加了mgh/3 C、小球的機(jī)械能減少了mgh/3 D、小球的重力勢(shì)能減少了mgh/3,帶電微粒在電場(chǎng)中的曲線運(yùn)動(dòng),例：如圖所示，在豎直平面內(nèi)，有一半徑為R的絕緣的光滑圓環(huán)，圓環(huán)處于場(chǎng)強(qiáng)大小為E，方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，圓環(huán)上的A、C兩點(diǎn)處于同一水平面上，B、D分別為圓環(huán)的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)M為圓環(huán)上的一點(diǎn)，MOA=45，環(huán)上穿著一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為+q的小球，它正在圓環(huán)上做圓周運(yùn)動(dòng)，已知電場(chǎng)力大小qE等于重力的大小mg，且小球經(jīng)過M點(diǎn)時(shí)球與 環(huán)之間的相互作用力為零試 確定小球經(jīng)過A、B、C、D點(diǎn)時(shí) 的動(dòng)能各是多少？,解析：小球是在重力、彈力和電場(chǎng)力的作用下做變速圓周運(yùn)動(dòng)，其中重力和電場(chǎng)力是恒力，彈力是變力重力和電場(chǎng)力的合力仍為恒力. M點(diǎn)時(shí)，由它所受的重力和電場(chǎng)力的合力提供向心力所以用上述條件，根據(jù)牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律可求出小球過M點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能另外小球在做變速圓周運(yùn)動(dòng)的過程中只有重力和電場(chǎng)力做功，這兩個(gè)力做功的特點(diǎn)都只與小球的位置變化有關(guān)，而與路徑無關(guān)，因而可借助動(dòng)能定理解題,根據(jù)牛頓第二定律 當(dāng)小球從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的過程中，電場(chǎng)力和重力做功分別為 根據(jù)動(dòng)能定理得：,同理：,也可用等效重力場(chǎng)的方法,例：如圖所示，在水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng)中的A點(diǎn)，有一個(gè)質(zhì)量為m，帶電量為-q的油滴以速度v豎直向上運(yùn)動(dòng)已知當(dāng)油滴經(jīng)過最高點(diǎn)B時(shí)，速度大小也為v求：場(chǎng)強(qiáng)E的大小及A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,根據(jù)分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性以及勻變速直線運(yùn)動(dòng)平均速度公式有： 即H=x 由動(dòng)能定理： Eqx-mgH=0 再由動(dòng)能定理： qUAB-mgH=0,解決帶電微粒在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題的 基本思路,1.對(duì)物體受力分析，確定受力情況。 2.對(duì)物體運(yùn)