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靜電場(chǎng)講義(一)電荷守恒定律和庫(kù)侖定律1.電荷與電荷守恒定律注:電量等量先中和再平分的原則條件是:兩物體必須是一形狀態(tài)規(guī)則相同的兩物體,不然不一定遵守等量平分原則。2.庫(kù)侖定律(1)內(nèi)容:真空中兩個(gè)靜止點(diǎn)電荷之間的相互作用力,與它們的電荷量的乘積成正比,與它們的距離的二次方成反比,作用力的方向在它們的連線上。(2)表達(dá)式:F=keq\f(q1q2,r2),式中k=9.0×109N·m2/C2,叫做靜電力常量。(3)適用條件:真空中的點(diǎn)電荷。①在空氣中,兩個(gè)點(diǎn)電荷的作用力近似等于真空中的情況,可以直接應(yīng)用公式。②當(dāng)兩個(gè)帶電體的間距遠(yuǎn)大于本身的大小時(shí),可以把帶電體看成點(diǎn)電荷。(4)庫(kù)侖力的方向:由相互作用的兩個(gè)帶電體決定,且同種電荷相互排斥,為斥力;異種電荷相互吸引,為引力。3.對(duì)庫(kù)侖定律的理解(1)F=keq\f(q1q2,r2),r指兩點(diǎn)電荷間的距離。對(duì)可視為點(diǎn)電荷的兩個(gè)均勻帶電球,r為兩球心間距。(2)當(dāng)兩個(gè)電荷間的距離r→0時(shí),電荷不能視為點(diǎn)電荷,它們之間的靜電力不能認(rèn)為趨于無(wú)限大。注:①距離太近無(wú)法視做質(zhì)點(diǎn),萬(wàn)有引力定律不成立;②距離太近,庫(kù)侖定律也不成立,但是力還是存在的。③公式中電量不用帶正負(fù)號(hào),力的方向用(同種相斥,異種相吸)判定方向。4.相似三角形法解庫(kù)侖力平衡問題+++dlQm、qx固定++dlQm、qmgFxT【問題】如圖平衡,Q、++dlQm、qmgFxT【解析】如圖,受力分析,三力平衡可構(gòu)成矢量三角形,根據(jù)相似三角形有,,又因?yàn)閹?kù)侖力所以可得:討論:(1)若m不變,因?yàn)镼、d、l一定,則T不變;q∝x3(2)若q不變,因?yàn)镼、d、l一定,則T∝1/x3;m∝1/x35.兩電懸繩平衡問題+++)θ1αβθ2(l1l2m1、q1m2、q2如圖,比較m1和m2、q1和q2大小?(1)電荷間的庫(kù)侖力是相互作用力,無(wú)論q1和q2大小關(guān)系如何,二者間的庫(kù)侖力始終等值反向,所以q1和q2大小無(wú)法判斷;(2)方法一、正弦定理法對(duì)m1、m2受力分析,三力平衡可構(gòu)成矢量三角形,根據(jù)正弦定理有,++)θ1αβ++)θ1αβθ2(l1l2m1、q1m2、q2m1gm2gFFαβ)θ1θ2(對(duì)m2:對(duì)懸繩構(gòu)成的三角形有:聯(lián)立解得m1gl1sinα=m2gl2sinβ特殊情況:若l1=l2,α=β,則m1=m2。6.“三個(gè)自由點(diǎn)電荷平衡”的問題(1)平衡的條件:每個(gè)點(diǎn)電荷受到另外兩個(gè)點(diǎn)電荷的合力為零或每個(gè)點(diǎn)電荷處于另外兩個(gè)點(diǎn)電荷產(chǎn)生的合場(chǎng)強(qiáng)為零的位置.(任意一個(gè)電荷所成電場(chǎng)力等大反向)(2)可得對(duì)A:對(duì)B:對(duì)C:結(jié)合牛頓第三定律有:而再結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)可以推得,即,場(chǎng)強(qiáng)、電場(chǎng)線和電場(chǎng)力1.電場(chǎng)的力的性質(zhì)2.電場(chǎng)強(qiáng)度三個(gè)表達(dá)式:定義式?jīng)Q定式關(guān)系式推導(dǎo)公式表達(dá)式E=適用范圍任何情況(E與F、q無(wú)關(guān),取決于電場(chǎng)本身)真空中點(diǎn)電荷勻強(qiáng)電場(chǎng)電容器平行板中勻強(qiáng)電場(chǎng)(在斷開電源的電容器中,E只取決于εs,和d無(wú)關(guān))3.點(diǎn)電荷電場(chǎng)強(qiáng)度(1)公式:(2)適用:真空中靜止的點(diǎn)電荷。均勻帶電球體(或球殼)外各點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度也可用此公式,式中r為球心到該點(diǎn)的距離。一個(gè)半徑為R的均勻帶電球體(或球殼)在外部產(chǎn)生的電場(chǎng),與一個(gè)位于球心的、電荷量相等的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場(chǎng)相同。(3)決定式。由場(chǎng)源電荷Q和場(chǎng)源電荷到某點(diǎn)的距離r決定。(4)方向:當(dāng)Q為正電荷時(shí),E的方向沿半徑向外;當(dāng)Q為負(fù)電荷時(shí),E的方向沿半徑向內(nèi)。4.孤立點(diǎn)電荷的電場(chǎng)模型(1)正(負(fù))點(diǎn)電荷的電場(chǎng)線呈空間球?qū)ΨQ分布指向外(內(nèi))部。(2)離點(diǎn)電荷越近,電場(chǎng)線越密(場(chǎng)強(qiáng)越大)。(3)以點(diǎn)電荷為球心作一球面,則電場(chǎng)線處處與球面垂直,在此球面上場(chǎng)強(qiáng)大小相等,但方向不同。5.等量同種和異種點(diǎn)電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度的比較比較項(xiàng)目等量異種點(diǎn)電荷等量同種點(diǎn)電荷電場(chǎng)線分布圖連線中點(diǎn)O處的場(chǎng)強(qiáng)連線上O點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)最小,指向負(fù)電荷一方為零連線上的場(chǎng)強(qiáng)大小(從左到右)沿連線先變小,再變大沿連線先變小,再變大沿中垂線由O點(diǎn)向外場(chǎng)強(qiáng)大小O點(diǎn)最大,向外逐漸減小O點(diǎn)最小,向外先變大后變小關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱的A與A′、B與B′的場(chǎng)強(qiáng)等大同向等大反向兩個(gè)不等量電荷電場(chǎng)線兩個(gè)帶電荷量分別為Q1、Q2的質(zhì)點(diǎn)周圍的電場(chǎng)線如圖所示由于電場(chǎng)線從正電荷出發(fā),終止于負(fù)電荷或無(wú)限遠(yuǎn),所以Q1帶正電荷,Q2帶負(fù)電荷;又由于Q1處的電場(chǎng)線比Q2處密,所以電荷量Q1>Q2電場(chǎng)力的能的性質(zhì)1.電場(chǎng)的能的性質(zhì)2.電場(chǎng)中的功能關(guān)系(1)勢(shì)能定理:電場(chǎng)力做正功,電勢(shì)能減??;電場(chǎng)力做負(fù)功,電勢(shì)能增加;(2)動(dòng)能定理:所有力對(duì)物體所做功的代數(shù)和,等于物體動(dòng)能的變化.(3)機(jī)械能定理:除重力外,其他各力對(duì)物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化.(4)內(nèi)能定理:一對(duì)滑動(dòng)摩擦力做的負(fù)功絕對(duì)值等于物體內(nèi)能的增加量.(5)能量守恒定律:若只有電場(chǎng)力做功,電勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變;若只有電場(chǎng)力和重力做功,電勢(shì)能、重力勢(shì)能、動(dòng)能之和保持不變;電勢(shì)差與電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系1.勻強(qiáng)電場(chǎng)中電勢(shì)差跟電場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系(1)大小關(guān)系UAB=Ed或E=UAB/d如圖所示的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,把一點(diǎn)電荷q從A移到B,則電場(chǎng)力做功為:W=qUAB。另外,由于是勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)力為恒力,做功W=F·AB·cosθ=F·q·AB·cosθ=E·q·d,兩式相比較,UAB=WAB/q=Ed,這就是電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差之間的關(guān)系。說明:①適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)②d必須是沿著場(chǎng)強(qiáng)方向的距離,如果電場(chǎng)中兩點(diǎn)不沿場(chǎng)強(qiáng)方向,d的取值應(yīng)為在場(chǎng)強(qiáng)方向的投影,即為電場(chǎng)中該兩點(diǎn)所在的等勢(shì)面的垂直距離。②公式E=UAB/d表明,勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度,在數(shù)值上等于沿著電場(chǎng)方向上單位距離的電勢(shì)降落,正是依據(jù)這個(gè)關(guān)系,電場(chǎng)強(qiáng)度的單位還有V/m,1V/m=1N/C.③雖然公式U=Ed只適用勻強(qiáng)電場(chǎng),但在非勻強(qiáng)電場(chǎng)問題中,我們也可以用此式來比較電勢(shì)差的大小。例如圖是一非勻強(qiáng)電場(chǎng),某一電場(chǎng)線上A、B、C三點(diǎn)AB=BC,比較UAB和UBC的大小。我們可以設(shè)想,AB段的場(chǎng)強(qiáng)要比BC段的場(chǎng)強(qiáng)大,因而,UAB=E1·AB,UBC=E2BC,UAB>UBC。這里的E1、E2,分別指AB段、BC段場(chǎng)強(qiáng)的平均值。④在同一幅等勢(shì)面圖中,我們往往把每?jī)蓚€(gè)相鄰等勢(shì)面間的電勢(shì)差取一個(gè)定值,如果等勢(shì)面越密,即相鄰等勢(shì)面的間距越小,那么場(chǎng)強(qiáng)E=U/d就越大。⑤場(chǎng)強(qiáng)與電勢(shì)無(wú)直接關(guān)系。(2)方向關(guān)系①電場(chǎng)線與等勢(shì)面垂直;②場(chǎng)強(qiáng)方向就是電勢(shì)降低最快的方向:只有沿場(chǎng)強(qiáng)方向,在單位長(zhǎng)度上的電勢(shì)差最大,也就是說電勢(shì)降低最快的方向?yàn)殡妶?chǎng)強(qiáng)度的方向,但是,電勢(shì)降低的方向不一定是場(chǎng)強(qiáng)方向。2.U=Ed在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中的應(yīng)用在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中,不能用U=Ed進(jìn)行計(jì)算,但可以進(jìn)行定性分析,如距離相等的兩點(diǎn)間的電勢(shì)差,E越大,U越大;E越小,U越小?!馝BA●●EBA●C●●●D①連接最高的電勢(shì)點(diǎn)A和最低的電勢(shì)點(diǎn)B;②在該線段上運(yùn)用等分法找出某點(diǎn)電勢(shì)D等于第三點(diǎn)的電勢(shì)C;(UAB③連接C、D兩點(diǎn),得到等勢(shì)面,作垂線即電場(chǎng)線;④根據(jù)公式E=U/d計(jì)算場(chǎng)強(qiáng)E。例:邊長(zhǎng)為6cm的等邊三角形ABC,A、B、C三點(diǎn)電勢(shì)分別為8V,-4V和2V,D為靠近A點(diǎn)的AB線段的三等分點(diǎn)AB的中點(diǎn)F點(diǎn)的電勢(shì)為φF=eq\f(φA+φB,2)=eq\f(8+(-4),2)V=2V則F、C為等電勢(shì)點(diǎn),F(xiàn)C為等勢(shì)線,則AB為一電場(chǎng)線,方向由A到B,則勻強(qiáng)電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)為E=eq\f(UAB,dAB)=eq\f(8-(-4),6×10-2)V/m=200V/m4.勻強(qiáng)電場(chǎng)U和E關(guān)系的兩個(gè)結(jié)論結(jié)論一:勻強(qiáng)電場(chǎng)中的任一線段AB的中點(diǎn)C的電勢(shì)φC=eq\f(φA+φB,2),如圖甲所示。結(jié)論二:勻強(qiáng)電場(chǎng)中若兩線段AB∥CD,且AB=CD,則UAB=UCD(或φA-φB=φC-φD),如圖乙所示。5.一條電場(chǎng)線的多種可能性問題ab=bcUab=UbcUabUbcUabUbcUabUbcUabUbcEa=Uab/abEaUab/abEaUab/abEaUab/abEaUab/ab電場(chǎng)線和等勢(shì)面1.等勢(shì)面特點(diǎn)⑴等勢(shì)面一定跟電場(chǎng)線垂直(\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"等勢(shì)面與\t"/item/%E7%94%B5%E5%8A%BF/_blank"電力線相互垂直);⑵電場(chǎng)線總是從電勢(shì)較高的等勢(shì)面指向電勢(shì)較低的等勢(shì)面;同量異號(hào)電荷間的電場(chǎng)線上下左右對(duì)稱⑶任意兩等勢(shì)面都不會(huì)相交⑷電荷在同一等勢(shì)面上移動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力做功為零⑸電場(chǎng)強(qiáng)度較大的地方,等差等勢(shì)面較密2.常見電場(chǎng)中的等勢(shì)面勻強(qiáng)電場(chǎng)點(diǎn)電荷等量異種等量同種等勢(shì)面是平行線。等勢(shì)面是球面。中垂線是等勢(shì)面且電勢(shì)為零,關(guān)于中垂線左右對(duì)稱的點(diǎn)電勢(shì)絕對(duì)值相等,關(guān)于連線對(duì)稱的點(diǎn)電勢(shì)相等。中點(diǎn)電勢(shì)在中垂線上最大,連線中間最??;關(guān)于中垂線、連線對(duì)稱的點(diǎn)電勢(shì)相等。2.電勢(shì)φ與電場(chǎng)強(qiáng)度E的“六個(gè)不一定”問題電場(chǎng)強(qiáng)度大的地方電勢(shì)是否一定高?反之又如何呢?電場(chǎng)強(qiáng)度為零的點(diǎn)電勢(shì)一定為零嗎?反之又如何呢?電場(chǎng)強(qiáng)度相等的點(diǎn)電勢(shì)一定相等嗎?反之又如何呢?正解E大處φ不一定高;φ高處E不一定大E為零處φ不一定為零,φ為零處E不一定為零E相等處φ不一定相等,φ相等處E不一定相等反例C處場(chǎng)強(qiáng)大于D處場(chǎng)強(qiáng),但C處電勢(shì)小于D處電勢(shì)。等量同種正電荷中點(diǎn)處,場(chǎng)強(qiáng)為零,但電勢(shì)大于零;等量異種電荷中點(diǎn)處,電勢(shì)為零,但場(chǎng)強(qiáng)大于零。勻強(qiáng)電場(chǎng)中兩點(diǎn)EA=EB,但φA>φB;等量異種電荷中垂線上,電勢(shì)相等,但中點(diǎn)處場(chǎng)強(qiáng)最大。3.幾組易混淆概念(1)場(chǎng)強(qiáng)、電勢(shì)場(chǎng)強(qiáng)大的地方電勢(shì)不一定高,場(chǎng)強(qiáng)為零的地方電勢(shì)不一定為零.場(chǎng)強(qiáng)和電勢(shì)無(wú)必然聯(lián)系.(2)電勢(shì)、電勢(shì)能電荷在電勢(shì)高的地方的電勢(shì)能不一定大,與電荷的正負(fù)有關(guān).正電荷在電勢(shì)高的地方電勢(shì)能一定大;負(fù)電荷在電勢(shì)高的地方的電勢(shì)能反而小。(3)電勢(shì)降低的方向與場(chǎng)強(qiáng)方向間的關(guān)系電勢(shì)降低的方向不一定是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向,電勢(shì)降低最快的方向才是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向.4.同種、異種電荷等勢(shì)面的區(qū)別等量異種不等量異種等量同種不等量同種具有對(duì)稱性Qa>Qb具有對(duì)稱性QA<QB電場(chǎng)中的圖像問題1.電場(chǎng)中的圖像問題v-t圖像φ-x圖像E-x圖像EP-x圖像EK-x圖像斜率:加速度斜率:電場(chǎng)強(qiáng)度面積:電勢(shì)差斜率:電場(chǎng)力斜率:合外力2.φ-x圖和E-x圖(1)兩個(gè)等量正點(diǎn)電荷位于垂直于x軸的連線上,相對(duì)原點(diǎn)對(duì)稱分布,選無(wú)窮遠(yuǎn)處電勢(shì)為零。x軸上電場(chǎng)強(qiáng)度E、電勢(shì)φ的變化規(guī)律如圖6-2-11所示。xyxyyyExExφx圖6-2-11(2)兩個(gè)等量異種點(diǎn)電荷位于x軸上,相對(duì)原點(diǎn)對(duì)稱分布,x軸上電場(chǎng)強(qiáng)度E、電勢(shì)φ的變化規(guī)律如圖所示。xyxy3.Ex圖象(1)根據(jù)Ex圖像中E的正負(fù)確定電場(chǎng)強(qiáng)度的方向,再在草紙上畫出對(duì)應(yīng)電場(chǎng)線的方向,根據(jù)E的大小變化,確定電場(chǎng)的強(qiáng)弱分布。(2)在給定了電場(chǎng)的Ex圖象后,可以由圖線確定電場(chǎng)強(qiáng)度的變化情況,電勢(shì)的變化情況,Ex圖線與x軸所圍圖形“面積”表示電勢(shì)差.在與粒子運(yùn)動(dòng)相結(jié)合的題目中,可進(jìn)一步確定粒子的電性、動(dòng)能變化、電勢(shì)能變化等情況.(3)在這類題目中,還可以由Ex圖象假設(shè)某一種符合Ex圖線的電場(chǎng),利用這種已知電場(chǎng)的電場(chǎng)線分布、等勢(shì)面分布或場(chǎng)源電荷來處理相關(guān)問題.4.不等量電荷圖像例:兩電荷量分別為q1和q2的點(diǎn)電荷放在x軸上的O、M兩點(diǎn),兩點(diǎn)電荷連線上各點(diǎn)電勢(shì)φ隨x變化的關(guān)系如圖所示,其中P、N兩點(diǎn)的電勢(shì)為零,NF段中Q點(diǎn)電勢(shì)最高,圖象的斜率等于電場(chǎng)強(qiáng)度,可知點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度為零,點(diǎn)電場(chǎng)強(qiáng)度不為零,根據(jù)電場(chǎng)疊加原理可得:可知和為不等量種異種電荷帶電粒子在電場(chǎng)中的直線與拐彎問題1.帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡問題靜電平衡和電容器1.靜電平衡狀態(tài)①導(dǎo)體內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零;②凈電荷僅分布在導(dǎo)體表面上(孤立導(dǎo)體的凈電荷僅分布在導(dǎo)體的外表面上);③導(dǎo)體為等勢(shì)體,導(dǎo)體表面為等勢(shì)面,電場(chǎng)線與導(dǎo)體表面處處垂直。靜電平衡時(shí)內(nèi)部場(chǎng)強(qiáng)為零的現(xiàn)象,在技術(shù)上用來實(shí)現(xiàn)靜電屏蔽。2.電容器(1)組成:兩個(gè)彼此絕緣且又相距很近的導(dǎo)體。(2)帶電荷量:一個(gè)極板所帶電荷量的絕對(duì)值。(3)充、放電:3.電容比值定義式:(計(jì)算關(guān)系)C=QU或單位:法拉(F),應(yīng)用中還有μF和pF,1μF=10-6F1pF=10-12F。4.平行板電容器的電容決定式:C=eq\f(εrS,4πkd)5.平行板電容器動(dòng)態(tài)分析的解題思路:(1)確定不變量,分析是電容器兩端電壓不變還是所帶電荷量不變。(2)用決定式C=eq\f(εrS,4πkd)分析平行板電容器電容的變化。(3)用定義式C=QU(4)用E=eq\f(U,d)或E=4πkQεrS分析平行板電容器極板間勻強(qiáng)電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)的變化。6.兩類平行板電容器的動(dòng)態(tài)問題分析比較(1)兩極板間電壓U恒定不變(連接電源)(2)電容器所帶電荷量Q恒定不變。(斷開電源)7.(含二極管的平行板電容器動(dòng)態(tài)分析)如圖所示,將一平行板電容器和二極管串聯(lián)接在直流電源上,二極管具有單向?qū)щ娦?,現(xiàn)將開關(guān)閉合等到電路穩(wěn)定.下列說法正確的是()A.若增大兩極板間的距離,則電容器電容增大B.若增大兩極板間的距離,則兩極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度減小C.若減小兩極板間的距離,則兩極板間的電壓不變D.若減小兩極板間的距離,則電容器的帶電荷量Q減小答案C8.驗(yàn)電器與靜電計(jì)區(qū)別:(1)在結(jié)構(gòu)上的不同:靜電計(jì)測(cè)電壓,外殼連地(2)驗(yàn)電器的主要作用有:①檢驗(yàn)導(dǎo)體是否帶電。②檢驗(yàn)導(dǎo)體所帶電性。(3)靜電計(jì)作用:①定量測(cè)量?jī)蓪?dǎo)體間的電勢(shì)差。②定量測(cè)量某導(dǎo)體的電勢(shì)。9.電容器的串并聯(lián)Q1Q1=U1·C1Q2=U2·C2Q=Q1+Q2U1=U2=UC1C2U并聯(lián)U1U1=Q1/C1U2=Q2/C2U=U1+U2Q1=Q2=QC2C1UU2U1串聯(lián)電容器串聯(lián)電容C減小,耐壓值變大;電容器并聯(lián)電容C增大,耐壓值取小值;帶電粒子在電容器中的平衡與運(yùn)動(dòng)問題1.帶電小球在電容器中的直線運(yùn)動(dòng)(沒虛線運(yùn)動(dòng))勻速直線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)勻加速直線運(yùn)動(dòng)勻減速直線運(yùn)動(dòng)++++++++++++++++++++----------mgqEmgmgqEθmgmgqEθqE=mg,a=0qE=mgtanθ,a=g/cosθqE=mg/cosθ,a=gtanθqE=mg/cosθ,a=gtanθ2.多過程運(yùn)動(dòng)規(guī)律運(yùn)動(dòng)模型[受力分析運(yùn)動(dòng)分析規(guī)律mgmgmg●qEttOvt2t1agv0=1\*GB3①速度公式v0=gt1=at2;速度位移公式v02=2gx1=2ax2=2\*GB3②全程動(dòng)能定理:mg(h+d)-qU=0電加速和電減速1.帶電粒子(或帶電體)在電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)(1)做直線運(yùn)動(dòng)的條件①粒子所受合外力F合=0,粒子或靜止,或做勻速直線運(yùn)動(dòng).②粒子所受合外力F合≠0,且與初速度方向在同一條直線上,帶電粒子將做勻加速直線運(yùn)動(dòng)或勻減速直線運(yùn)動(dòng).(2)用動(dòng)力學(xué)觀點(diǎn)分析a=eq\f(F合,m),E=eq\f(U,d),v2-veq\o\al(2,0)=2ad,v=v0+at(3)用功能觀點(diǎn)分析勻強(qiáng)電場(chǎng)中:W=Eqd=qU=eq\f(1,2)mv2-eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)非勻強(qiáng)電場(chǎng)中:W=qU=Ek2-Ek12.帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)重力的處理(1)基本粒子:如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等,除有說明或明確的暗示以外,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、小球等,除有說明或有明確的暗示以外,一般都不能忽略重力。3.元素符號(hào)問題A:質(zhì)量數(shù)=核子數(shù)=中子數(shù)+質(zhì)子數(shù);Z:質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=原子序數(shù)例如:α粒子,原子核中有2個(gè)中子和2個(gè)質(zhì)子;氫的同位素氚,原子核中有2個(gè)中子和1個(gè)質(zhì)子;二者電量之比為2:1、質(zhì)量之比為4:3.4.圖像法分析帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)不計(jì)重力時(shí),粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的加速度,根據(jù)U-t圖畫出a-t圖,再畫出v-t圖,利用圖像的面積可求出位移。注意粒子開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻不同,使得物體可能做單向直線運(yùn)動(dòng),也可能做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。5.交變電場(chǎng)中的直線運(yùn)動(dòng)U-t圖v-t圖tOtOvv0T/2T單向直線運(yùn)動(dòng)AB速度不反向ttOvv0往返直線運(yùn)動(dòng)AB速度反向TT/2-v0ttOvv0往返直線運(yùn)動(dòng)AB速度反向TT/8-3v05T/8ttOvv0T/32T/3往返直線運(yùn)動(dòng)AB速度反向T-v0軌跡圖OOABOOABAOOABDCOOABA電偏轉(zhuǎn)1.帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)2.帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)的動(dòng)能定理應(yīng)用當(dāng)討論帶電粒子的末速度v時(shí)應(yīng)用動(dòng)能定理:qUy=eq\f(1,2)mv2-eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0),其中Uy=eq\f(U,d)y,指初、末位置間的電勢(shì)差.3.解電偏轉(zhuǎn)問題的三種方法方法一、分解法(速度三角形和位移三角形):加速度;時(shí)間;偏移;偏角方法二、推論法:①tanθ=2tanα;推導(dǎo):位移偏轉(zhuǎn)角;速度偏轉(zhuǎn)角所以tanθ=2tanα。②末速度的反向延長(zhǎng)線與初速度延長(zhǎng)線交點(diǎn)恰好在水平位移的中點(diǎn)。方法三、動(dòng)能定理法:qEy=ΔEK4先加速后偏轉(zhuǎn)U1dU2qvLmv0yqyv0不同的帶電粒子由靜止開始經(jīng)過同一電場(chǎng)(U1)U1dU2qvLmv0yqyv0(1)由qU1=;得(2)由qU1=;,得tanφ==U2L【結(jié)論】偏移y、偏轉(zhuǎn)角度φ與粒子電量q和質(zhì)量m無(wú)關(guān);與偏轉(zhuǎn)電壓U2成正比,與加速電壓U1成反比。注:①由qU1=得①,可能不相等;②偏轉(zhuǎn)時(shí)間與v0成反比;③末速度與v0成正比。(注:大前提是這幾種規(guī)律關(guān)系,不同粒子進(jìn)入的同一加速電場(chǎng)和同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)才成立。)5.求粒子打到熒光屏上總偏移的三種方法OaOav0l1/v0l2/v0tv5交變電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)(且偏且前行
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