帶電粒子在電場磁場中的運(yùn)動

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1、帶電粒子在電場和磁場中的運(yùn)動一、根據(jù)帶電粒子的軌跡進(jìn)行分析推理通過非勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動軌跡分析電場力和能的特性，要注意：1.電場力一定電場線的切線方向且一定指向軌跡曲線的內(nèi)側(cè)2.W電=qUab=Eka-Ekb3.當(dāng)電場線為曲線時(shí)，運(yùn)動軌跡不會與之重合例題圖9－2－18如圖9－2－18，一帶負(fù)電的粒子以某一速度進(jìn)入水平向右的勻強(qiáng)電場中，在電場力作用下形成圖中所示的運(yùn)動軌跡．M和N是軌跡上的兩點(diǎn)，其中M點(diǎn)在軌跡的最右點(diǎn)．不計(jì)重力，下列表述正確的是(　　)A．粒子在M點(diǎn)的速率最大B．粒子所受電場力沿電場方向C．

2、粒子在電場中的加速度不變D．粒子在電場中的電勢能始終在增加解析：選C.粒子接近M點(diǎn)過程中電場力做負(fù)功，遠(yuǎn)離M點(diǎn)的過程中電場力做正功，所以在M點(diǎn)粒子的速率應(yīng)該最小，A、B錯誤，粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動，所受電場力不變，加速度不變，C正確，因?yàn)閯幽芟葴p小后增加，所以電勢能先增加后減小，D錯誤．第11頁共11頁如圖所示，實(shí)線是一個(gè)電場中的電場線，虛線是一帶電粒子在此電場中運(yùn)動的軌跡，若帶電粒子是從a處運(yùn)動到b的。以下有關(guān)a、b兩處的比較正確的是()°ba°A．a(chǎn)處的場強(qiáng)較強(qiáng)B．帶電粒子在b處時(shí)電勢能較大C．b處的

3、電勢較高D．帶電粒子在a處時(shí)速度較小AB如圖所示的非勻強(qiáng)電場中，如果電量q=10-5C的點(diǎn)電荷僅在電場力的作用下由A點(diǎn)移動到B點(diǎn)，電場力做功為8×10-3J，則（）ABA．電場中A、B兩點(diǎn)間的電勢差800VB．點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)電勢能增加了8×10-3JC．點(diǎn)電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)電勢能減少了8×10-3JD．點(diǎn)電荷受到的電場力大小，在A點(diǎn)時(shí)比在B點(diǎn)時(shí)大ACD二、與電容器有關(guān)的動態(tài)分析將平行半電容器看成產(chǎn)生勻強(qiáng)電場的兩個(gè)平行金屬板：1.平行板電容器充電后，極板間形成的是勻強(qiáng)電場2.平行板電容器電容：C=3

4、.電容器d、s、ε變化而引起電容器C、Q、U、E的變化的分析方法(1)確定不變量：電容器保持與電源連接，則U不變；斷開與電源連接，則Q不變(2)用C=分析電容的變化：加入電介質(zhì)（絕緣板）時(shí)，ε變大加入金屬板時(shí)，相當(dāng)于d變?。?）根據(jù)C=分析Q和U變化，E=或者E=分析場強(qiáng)變化例題如圖所示，兩塊水平放置的平行正對的金屬板a、b與電池相連，在距離兩板等遠(yuǎn)的M點(diǎn)有一個(gè)帶電液滴處于靜止?fàn)顟B(tài).若將a板向下平移一小段距離，但仍在M點(diǎn)上方，穩(wěn)定abM后，下列說法中正確的是（）A．液滴將加速向下運(yùn)動B．M點(diǎn)電勢升高，液

5、滴在M點(diǎn)時(shí)電勢能將減小C．M點(diǎn)的電場強(qiáng)度變小了D．在a板移動前后兩種情況下，若將液滴從a板移到b板，電場力做功相同BDAθabER圖9－38－12豎直放置的一對平行金屬板的左極板上用絕緣線懸掛了一個(gè)帶正電的小球，將平行金屬板按圖9-38-12所示的電路圖連接.絕緣線與左極板的夾角為θ.當(dāng)滑動變阻器R的滑片在a位置時(shí)，電流表的讀數(shù)為I1，夾角為θ1；當(dāng)滑片在b位置時(shí)，電流表的讀數(shù)為I2，夾角為θ2，則()Ａ.θ1<θ2，I1θ2，I1>I2Ｃ.θ1=θ2，I1=I2Ｄ.θ1

6、<θ2，I1=I2D三、不計(jì)重力的帶電粒子在電場中的運(yùn)動1．帶電粒子在電場中加速當(dāng)電荷量為q、質(zhì)量為m、初速度為v0的帶電粒子經(jīng)電壓U加速后，速度變?yōu)関t，由動能定理得：qU＝mvt2－mv02．若v0＝0，則有vt＝，這個(gè)關(guān)系式對任意靜電場都是適用的．對于帶電粒子在電場中的加速問題，應(yīng)突出動能定理的應(yīng)用．2．帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn)電荷量為q、質(zhì)量為m的帶電粒子由靜止開始經(jīng)電壓U1加速后，以速度v1垂直進(jìn)入由兩帶電平行金屬板產(chǎn)生的勻強(qiáng)電場中，則帶電粒子在勻強(qiáng)電場中做類平拋運(yùn)動，其軌跡是一條拋物線(如

7、圖4－1所示)．圖4－1qU1＝mv12設(shè)兩平行金屬板間的電壓為U2，板間距離為d，板長為L．(1)帶電粒子進(jìn)入兩板間后粒子在垂直于電場的方向上做勻速直線運(yùn)動，有：vx＝v1，L＝v1t粒子在平行于電場的方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動，有：vy＝at，y＝at2，a＝＝．(2)帶電粒子離開極板時(shí)側(cè)移距離y＝at2＝＝(與m、q無關(guān))偏轉(zhuǎn)角度φ的正切值tanφ＝＝＝若在偏轉(zhuǎn)極板右側(cè)D距離處有一豎立的屏，在求電子射到屏上的側(cè)移距離時(shí)有一個(gè)很有用的推論，即：所有離開偏轉(zhuǎn)電場的運(yùn)動電荷好像都是從極板的中心沿

8、中心與射出點(diǎn)的連線射出的．這樣很容易得到電荷在屏上的側(cè)移距離y′＝．▲帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)是類平拋運(yùn)動，平拋運(yùn)動的兩個(gè)重要推論在這里也成立以上公式要求在能夠證明的前提下熟記，并能通過以上式子分析、討論側(cè)移距離和偏轉(zhuǎn)角度與帶電粒子的速度、動能、比荷等物理量的關(guān)系．例題1．如圖所示，帶正電的粒子以一定的初速度v0沿中線進(jìn)入水平放置的平行金屬板內(nèi)，第11頁共11頁恰好沿下板的邊緣飛出，已知板長為L，板間的電壓為U，帶電粒子所帶電荷量為q，粒子通