高中有关带电粒子在复合场运动运动的题为何要使用电子?

高中物理:带电粒子在磁场中的运动说课稿
来源:教师站 作者:佚名
高中是人生的一个转折点,把握时间,认真学习,为将来的路奠定基础,中国教师站()为学子整理了&高中物理:带电粒子在磁场中的运动&一文:
高中物理:带电粒子在磁场中的运
1.教材的地位和作用:
《磁场》一章讲述电磁关系中基本概念之一的磁场以及磁场与带电物体之间的力学联系,是高二电磁部分的重点章节之一,而本节课则又是此章的重中之重,在历届高考命题中特别是综合计算题部分屡次出现,是本章教学中不可忽视的一个重要环节。在教学大纲中&带电粒子在磁场中的运动&为B级要求,&质谱仪&为A级要求。本节课的理论基础是力学部分曲线运动知识尤其是匀速圆周运动和向心力相关内容以及前一节洛仑兹力概念和特点等内容。因此这一节既是力学部分和电磁学部分旧知识的回忆复习,又是将这两部分有机整合进行全新理论的构建过程。通过本节学习,学生一方面加强了洛仑兹力作用特点的认识以及匀速圆周运动向心力概念的把握,另一方面将两者结合最终得出带电粒子在磁场中的运动规律,学生能够充分体会到物理知识的联系性和规律性,这不光有助于他们学会知识,而且使他们会学知识,学好本节内容将增强学生科学素质,能为今后进一步更好地掌握学习方法打下基础。
2.教学目标:
①理解带电粒子的初速度方向与磁感应强度方向垂直时,做匀速圆周运动
②会推导带电粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径、周期公式,并会用它们解决有关问题
③知道质谱仪的工作原理
能力目标:
①通过回忆洛仑兹力方向与观察演示实验&&带电粒子轨迹特点相结合分析培养学生透过现象抓住内在本质联系的洞察能力
②通过引导学生建立向心力与洛仑兹力等量关系使其自行推导周期半径公式培养学生逻辑推理能力
情感目标:
质谱仪将基本的带电粒子在磁场中运动规律直接推至科研最前沿&&同位素的分析测定,让学生亲身体会到物理知识对于人类认识与改造世界过程中所起的巨大作用,这将鼓励学生树立远大理想,使他们充满信心地在科学海洋中畅游。
3.教学重点与难点:
①带电粒子垂直进入匀强磁场作何种运动,以及此运动特点和产生原因
②半径与周期公式在处理问题中的运用
③质谱仪工作原理
本节难点为①确定垂直进入匀强磁场中的带电粒子运动是垂直磁场平面上的匀速圆周运动,②半径公式与周期公式和粒子动量、能量等结合应用。其原因主要是①中,学生对向心力与匀速圆周运动认识的生疏遗忘以及缺乏左手定则与空间想象力的结合能力;在②中,动量与能量关系本身就是学生感到繁复的知识点,再与本节课的新知识相结合,更加成为学生难以掌握的一道坎。
教法与学法设计
教法:本节课从研究带电粒子在电场中运动情况与磁场中运动情况对比入手,采用启发式教学与发现法想结合,引导学生自己一步步得出带电粒子在磁场中的运动轨迹情况,并辅以直观演示法与分析归纳法等综合教学方法,使学生建立猜想&&观察&&分析&&推理&&归纳&&应用这一学习流程。
学法:对学生进行科学发现流程化的学法指导,使他们建立科学、合理、有效的学习体系
教学程序设计
1.课题引入
a.首先引导学生回顾带电粒子在匀强磁场中所受洛仑兹力的大小及方向,知道大小 F洛=qvB,方向则根据左手定则判断(始终垂直于速度方向)。
b.设计两种情况下带电粒子运动轨迹:①垂直进入匀强电场 ②垂直进入匀强磁场,比较各自运动情况
多数学生等很快从旧知识中得出在①情况下,粒子做类似于平抛运动,而对于情况②,部分学生根据则根据&洛仑兹力方向垂直于v方向&的结论立刻回答②中粒子也做类似平抛运动,另一部分学生则表现为犹豫不决。教师在此不管学生回答正确与否都应马上追问:为什么?引导学生思考,并最终推翻原来学生错误结论。但留下疑问,②中粒子究竟应该如何运动?
2.观察演示实验:
带电粒子在磁场中的运动&&洛仑兹力演示仪
当没有磁场作用时,电子轨迹为一直线,而一旦加上垂直于电子速度方向的磁场时,发现电子轨迹为圆形。由此解答了学生刚才在情形②中所留问题。但接下来就是解决为何轨迹为圆形的问题。本实验操作简单,效果明显,但应注意为便于学生观察,必须要降低周围环境光线,对于实物投影仪等设备要加以利用,这能有助于多数学生观察到明显现象。
3.突出重点,化解难点
a.轨迹问题
先设计下列一组设问,引导学生思考
①F洛在什么平面内?它与v的方向关系如何?
先提醒学生利用左手定则回答,并要求考虑在一系列连续的变化过程中,两者之间的联系和变化情况,最后教师用受力分析和几何作图详细阐明这一过程,帮助学生化解此出难点
②F洛对运动电荷是否做功
提醒学生利用做功知识来考虑
③F洛对运动电荷起何作用
提醒学生在回答时将此作用与向心力对做匀速圆周运动物体所起的作用进行类比
④带电粒子在磁场中的运动具有什么特点
提醒学生利用向心力与匀速圆周运动知识来回答
带电粒子在磁场中的运动轨迹这一重点就在教师精心设计引导下由学生自行解决
b.半径公式与周期公式
设问:带电粒子做匀速圆周运动时什么力作为向心力
学生答:F向=F洛=qvB
设问:向心力与速度、半径关系
学生答:F向=mv2/r
继续推导得出:qvB= mv2/r & r= mv/ qB,即半径公式,鼓励学生试着推导周期公式,结合前面已得的半径公式,学生不难得出T=2&m/qB,即周期公式。半径公式与周期公式的实际问题应用可设计下列几点讨论①质量不同电量相同的带电粒子,若以大小相等的动量垂直进入同一匀强磁场,它们的轨道半径关系如何?②质量不同电量相同的带电粒子,若以大小相等的能量垂直进入同一匀强磁场,它们的轨道半径关系如何?③在同一磁场中做半径相等的圆周运动的氢、氦原子核,哪个运动速度大?④同一带电粒子,在磁场中做圆周运动,当它的速率增大时,其周期怎样改变?通过上述讨论可在加速学生对于两个公式应用的熟练掌握同时解决能量和动量在其中的应用关系。
先安排课本P155例题作为学生过渡性练习,再介绍例题中所示仪器即为质谱仪,分析其工作原理,再举一例:当氢的三种同位素氕、氘、氚以相同的速度进入同一匀强磁场,如图4,求它们的轨道半径比
以此例帮助学生加深对质谱仪原理和功用的认识。
4.反馈练习,巩固知识
为使学生所学知识具有稳定性,并使知识顺利迁移。本堂课安排两道习题进行巩固练习,课堂练习的的安排应遵循由易及难,循序渐进的的教学原则。例1,一带电粒子在匀强磁场中作匀速圆周运动,运动周期为2&&10-5s.已知匀强磁场的磁感应强度为0.8T,则该粒子的质量与其电量的比值为多少?
如下图所示,在正方形abcd范围内,有方向垂直纸面向里的匀强磁场,电子各以不同的速率,都从a点沿ab方向垂直磁场方向射入磁场,其中速率为v1 的电子从c点沿bc射出,速率为v2的电子从d点沿cd方向射出。不计重力,两电子( )
(A)速率之比v1/v2=2
(B)在磁场中运行的周期之比T1/T[1]&&
下载此说课稿的人还下载
上一篇说课稿: 下一篇说课稿:有关高中物理的带电粒子在电磁长中的运动问题,需要详细届大,
苏先生88leD噳
(1)从P到O的时间为t,在x轴方向,t=L/v0……①在y轴方向加速度a=Eq/m,s=√3L/2由公式s=1/2at^2,得t=√2s/a……②联立①②得q/m=√3v0^2/EL(2)设带电粒子进入第4象限与x轴的夹角为α则tanα=vt/v0=at/v0=(Eq/m*L/v0)/v0=√3.得α=60°到o点的速度v=v0/cos60°=2v0即在N点的速度从N到P点的时间t=L/2v0N到P竖直距离y2=1/2at^2=1/2*(Eq/m)(L/2V0)^2=√3L/8 (Eq/m=√3v0^2/L)所以N点的从坐标为√3L/2+√3L/8=5√3L/8,即N(0,5√3L/8)(3)作图可知:N点的从坐标5√3L/8=R+Rsin30°,即R=5√3L/12.(OM与x轴夹角60°,题目漏了)而R=m2v0/qB=√3L/12,解得B=8E/5V0
为您推荐:
其他类似问题
从P到原点是一个类平抛运动. x=vt 带入得L=Vt
1/2at^2=二分之根号三
而且a还等于qE/ma
求出q/m 做这样的题 首先要找圆心确定半径
无外乎两种 找中垂线或者 做两个速度垂线
如果有什么细节的话加QQ
这种题打字打不明白
语音好说...
扫描下载二维码关于带电粒子在电场中运动的一道题_高中物理吧_百度贴吧
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&签到排名:今日本吧第个签到,本吧因你更精彩,明天继续来努力!
本吧签到人数:0成为超级会员,使用一键签到本月漏签0次!成为超级会员,赠送8张补签卡连续签到:天&&累计签到:天超级会员单次开通12个月以上,赠送连续签到卡3张
关注:106,122贴子:
关于带电粒子在电场中运动的一道题收藏
如图。第一小问。答案给的是根号下2gd,但我怎么算都是根号下3gd,求大神解答!
秒沉的悲哀,
登录百度帐号推荐应用
为兴趣而生,贴吧更懂你。或带电粒子在混合场中的运动试题 带电粒子在混合场中的运动练习 带电粒子在混合场中的运动相关知识点 高中物理试题 第1页 满分5_满分网
当前位置: >
> 带电粒子在混合场中的运动
题型:计算题
难度:困难
如图所示,在某空间建立一坐标xOy,其间充满着x正方向的匀强电场,场强E =2.0V/m和垂直xoy平面向外的匀强磁场,磁感强度B=2.5T。今有一带负电微粒质量kg,电量q=-5×10-7 C。在该空间恰能做匀速直线运动。求:(1)试分析该题中重力可否忽略不计(需通过计算说明)。(2)该微粒运动的速度。(3)若该微粒飞经y轴的某点M时,突然将磁场撤去而只保留电场,则微粒将再次经过y轴的N点,则微粒从M到N运动的时间为多长,M、N两点间的距离为多大?(图中M、N在坐标上未标出)
题型:选择题
难度:中等
如图所示,金属板放在垂直于它的匀强磁场中,当金属板中有电流通过时,在金属板的上表面A和下表面A′之间会出现电势差,这种现象称为霍尔效应。若匀强磁场的磁感应强度为B,金属板宽度为h、厚度为d,通有电流I,稳定状态时,上、下表面之间的电势差大小为U。已知电流I与导体单位体积内的自由电子数n、电子电荷量e、导体横截面积S和电子定向移动速度v之间的关系为。则下列说法中正确的是A.在上、下表面形成电势差的过程中,电子受到的洛仑兹力方向向上B.达到稳定状态时,金属板上表面A的电势高于下表面A′的电势C.只将金属板的厚度d减小为原来的一半,则上、下表面之间的电势差大小变为U/2D.只将电流I减小为原来的一半,则上、下表面之间的电势差大小变为U/2 
题型:计算题
难度:困难
(22分)如图所示,在x轴下方的区域内存在方向与y轴相同的匀强电场,电场强度为E.在x轴上方以原点O为圆心、半径为R的半圆形区域内存在匀强磁场,磁场的方向垂直于xy平面并指向纸面外,磁感应强度为B.y轴下方的A点与O点的距离为d,一质量为m、电荷量为q的带正电粒子从A点由静止释放,经电场加速后从O点射入磁场.不计粒子的重力作用.(1)求粒子在磁场中运动的轨道半径r.(2)要使粒子进入磁场之后不再经过x轴,电场强度需大于或等于某个值E0,求E0.(3)若电场强度E等于第(2)问E0的,求粒子经过x轴时的位置. 
题型:计算题
难度:中等
如图所示,左侧装置内存在着匀强磁场和方向竖直向下的匀强电场,装置上、下两极板间电势差为U,间距为L;右侧为“台形”匀强磁场区域ACDH,其中,AH//CD,AH=4L。一束电荷量大小为q、质量不等的带电粒子 (不计重力、可视为质点),从狭缝S1射人左侧装置中恰能沿水平直线运动并从狭缝S2射出,接着粒子垂直于AH、由AH的中点M射人“台形”区域,最后全部从边界AC射出。若两个区域的磁场方向均水平(垂直于纸面向里)、磁感应强度大小均为B,“台形”宽度MN=L,忽略电场、磁场的边缘效应及粒子间的相互作用。(1)判定这束粒子所带电荷的种类,并求出粒子速度的大小;(2)求出这束粒子可能的质量最小值和最大值;(3)求出(2)问中偏转角度最大的粒子在“台形”区域中运动的时间。 
题型:选择题
难度:中等
如图所示,在匀强电场和匀强磁场共存的区域内,电场的电场强度为E,方向竖直向下,磁场的磁感应强度为B,方向垂直于纸面向里,一质量为m的带电粒子,在场区内的一竖直平面内做匀速圆周运动,则可判断该带电质点(
) A.带有电荷量为的负电荷
B.沿圆周逆时针运动
C.运动的角速度为
D.运动的速率为 
题型:计算题
难度:中等
(12分)如右上图,在xOy平面第一象限整个区域分布一匀强电场,电场方向平行y轴向下.在第四象限内存在一有界匀强磁场,左边界为y轴,右边界为的直线,磁场方向垂直纸面向外.一质量为m、带电荷量为+q的粒子从y轴上P点以初速度v0垂直y轴射人匀强电场,在电场力作用下从x轴上Q点以与x轴正方向成450角进入匀强磁场.已知OQ=l,不计粒子重力.求:(1)粒子到达Q点的速度vQ为多大?(2)P点的纵坐标是多少?(3)若该粒子在磁场中运动时刚好不会穿过y轴,求磁感应强度B的大小. 
题型:计算题
难度:困难
如图所示,在某空间建立一坐标xoy,其间充满着x正方向的匀强电场,场强E =2.0V/m和垂直xoy平面向外的匀强磁场,磁感强度B=2.5T。今有一带负电微粒质量 kg,电量q=-5×10-7
C。在该空间恰能做匀速直线运动。求:(1)试分析该题中重力可否忽略不计(需通过计算说明)。(2)该微粒运动的速度。(3)若该微粒飞经y轴的某点M时,突然将磁场撤去而只保留电场,则微粒将再次经过y轴的N点,则微粒从M到N运动的时间为多长,M、N两点间的距离为多大?(图中M、N在坐标上未标出) 
题型:计算题
难度:压轴
(16分)A、B是在真空中水平正对的两块金属板,板长L=40cm,板间距d=24cm,在B板左侧边缘有一粒子源,能连续均匀发射带负电的粒子,粒子紧贴B板水平向右射入,如图甲所示,带电粒子的比荷为=1.0×108C/kg,初速度v0=2×105m/s(粒子重力不计),在A、B两板间加上如图乙所示的电压,电压的周期T=2.0×10-6s,t=0时刻A板电势高于B板电势,两板间电场可视为匀强电场,电势差U0=360V,A、B板右侧相距s=2cm处有一边界MN,在边界右侧存在一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度B=T,磁场中放置一“>”型荧光板,位置如图所示,板与水平方向夹角θ=37°,不考虑粒子之间相互作用及粒子二次进入磁场的可能,求: ⑴带电粒子在AB间偏转的最大侧向位移ymax;⑵带电粒子从电场中射出到MN边界上的宽度Δy;⑶经过足够长时间后,射到荧光板上的粒子数占进入磁场粒子总数的百分比k。 
题型:计算题
难度:困难
(18分)如图所示,在xOy平面内存在均匀、大小随时间周期性变化的磁场和电场,变化规律分别如图乙、丙所示(规定垂直纸面向里为磁感应强度的正方向、沿y轴正方向电场强度为正)。在t=0时刻由原点O发射初速度大小为vo,方向沿y轴正方向的带负电粒子。 已知v0、t0、B0,粒子的比荷为,不计粒子的重力。求:(1) t= t0时,求粒子的位置坐标; (2)若t=5t0时粒子回到原点,求0~5to时间内粒子距x轴的最大距离; (3)若粒子能够回到原点,求满足条件的所有E0值。 
题型:计算题
难度:困难
(22分)如图所示,平面直角坐标系xoy中,在第二象限内有竖直放置的两平行金属板,其中右板开有小孔;在第一象限内存在内、外半径分别为、R的半圆形区域,其圆心与小孔的连线与x轴平行,该区域内有磁感应强度为B的匀强磁场,磁场的方向垂直纸面向里:在y&0区域内有电场强度为E的匀强电场,方向与x轴负方向的夹角为60°。一个质量为m,带电量为-q的粒子(不计重力),从左金属板由静止开始经过加速后,进入第一象限的匀强磁场。求:(1)若两金属板间的电压为U,粒子离开金属板进入磁场时的速度是多少?(2)若粒子在磁场中运动时,刚好不能进入的中心区域,此情形下粒子在磁场中运动的速度大小。(3)在(2)情形下,粒子运动到y&0的区域,它第一次在匀强电场中运动的时间。 
Copyright @
满分5 学习网 . All Rights Reserved.带电粒子在电场中的运动
1.在分析物体受力时,是否考虑重力要依据具体情况而定。
(1)基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等,除有说明或有明确的暗示以外一般都忽略不计。(2)带电颗粒:如尘埃、液滴、小球等,除有说明或有明确的暗示以外一般都不能忽略。
“带电粒子”一般是指电子、质子及其某些离子或原子核等微观的带电体,它们的质量
-30-27都很小,例如:电子的质量仅为0.91×10千克、质子的质量也只有1.67×10千克。(有
些离子和原子核的质量虽比电子、质子的质量大一些,但从“数量级”上来盾,仍然是很小
2-30的。)如果近似地取g=10米/秒,则电子所受的重力也仅仅是meg=0.91×10×10=0.91
-29-19-19-30×10(牛)。但是电子的电量为q=1.60×10库(虽然也很小,但相对而言10比10就-114大了10倍),如果一个电子处于E=1.0×10牛/库的匀强电场中(此电场的场强并不很大),
-194-15那这个电子所受的电场力F=qE=1.60×10×1.0×10=1.6×10(牛),看起来虽然也很
14小,但是比起前面算出的重力就大多了(从“数量级”比较,电场力比重力大了10倍),
由此可知:电子在不很强的匀强电场中,它所受的电场力也远大于它所受的重力――qE&&meg。所以在处理微观带电粒子在匀强电场中运动的问题时,一般都可忽略重力的影响。 但是要特别注意:有时研究的问题不是微观带电粒子,而是宏观带电物体,那就不允许忽
-6略重力影响了。例如:一个质量为1毫克的宏观颗粒,变换单位后是1×10千克,它所受
-6-5的重力约为mg=1×10×10=1×10(牛),有可能比它所受的电场力还大,因此就不能再
忽略重力的影响了。
2.加强力学知识与规律公式的基础教学,循序渐进的引入到带电粒子在电场中的运动,注意揭示相关知识的区别和联系。
3.注重带电粒子在电场中运动的过程分析与运动性质分析(平衡、加速或减速、轨迹是直线还是曲线),注意从力学思路和能量思路考虑问题,且两条思路并重;同时选择好解决问题的物理知识和规律。
带电粒子在匀强电场中的运动,是一种力电综合问题。解答这种问题经常运用电场和力学两方面的知识和规律,具体内容如下:
FU所需电场的知识和规律有:E?→F=qE;W=qU;E?;电场线的性质和分布;等势qd
面的概念和分布:电势、电势差、电势能、电场力做功与电势能变化关系。
所需力学的知识和规律有:牛顿第二定律F=ma;动能定理W=ΔEk;动能和重力势能的概念和性质;能的转化和守恒定律;匀变速直线运动的规律;抛物体运动的规律;动量定理;动量守恒定律;
解答“带电粒子在匀强电场中运动”的问题,既需要掌握较多的物理知识,又需要具有一定的分析综合能力。处理带电粒子运动问题的一般有三条途径:(1)匀变速直线运动公式和牛顿运动定律(2)动能定理或能量守恒定律(3)动量定理和动量守恒定律
处理直线变速运动问题,除非题目指定求加速度或力,否则最好不要用牛顿第二定律来计算。要优先考虑使用场力功与粒子动能变化关系,使用动能定理来解,尤其是在非匀强电场中,我们无法使用牛顿第二定律来处理的过程,而动能定理只考虑始末状态,不考虑中间过程。一般来说,问题涉及时间则优先考虑冲量、动量,问题涉及空间则优先考虑功、动能。
对带电粒子在非匀强电场中运动的问题,对中学生要求不高,不会有难度过大的问题。
4.强化物理条件意识,运用数学工具(如,抛物线方程、直线方程、反比例函数等)加以分析求解。
(一)带电粒子的加速
1.运动状态分析
带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场,受到的电场力与运动方向在同一直线上,做加速(或减速)直线运动。
2.用功能观点分析
粒子动能的变化量等于电场力做的功。
(1)若粒子的初速度为零,则qU=mv2
(2)若粒子的初速度不为零,则qU=mv/2- mv023.用牛顿运动定律和运动学公式分析:带电粒子平行电场线方向进入匀强电场,则带电粒子做匀变速直线运动,可由电场力求得加速度进而求出末速度、位移或时间。 说明:
(1)不管是匀强电场还是非匀强电场加速带电粒子W=qU都适应,而W=qEd,只适应于匀强电场.
(2)对于直线加速,实质上是电势能转化为动能,解决的思路是列动能定理的方程(能量观点)来求解。
例1:如图8-1所示,带电粒子在电场中的加速: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?(不考虑带电粒子的重力)
【审题】本题是带电粒子在匀强电场中的加速问题,物理过程是电场力做正功,电势能减少,动能增加,利用动能定理便可解决。
【解析】带电粒子在运动过程中,电场力所做的功W=qU。设带电粒子到达负极板时的
12动能EK= mv, 2
12由动能定理qU= mv
得:v=22qU
【总结】上式是从匀强电场中推出来的,若两极板是其他形状,中间的电场不是匀强电场,上式同样适用。
例2:下列粒子从初速度为零的状态经过加速电压为U的电场之后,哪种粒子的速度最大?
(A)a粒子
(B)氚核 (C)质子 (D)钠离子Na ?
解答本题需要把带电粒子在电场中加速的知识与原子核知识联系起来。
1.本题已知电场的加速电压为U,要判断的是粒子被加速后的速度v的大小,因此采用qU?mv2分析问题比较方便。
2.若以mp表示质子1H的质量、以 e表示质子的电量,则根据所学过的原子核知识可
43的质量应为3m、电量应为e;知――α粒子2He的质量应为4mp、电荷量应为2e;氚核1Hp112
钠离子N?(由于是选择判断题,对此未记质量数也无妨)、a的质量比其它三种粒子的质量都大
电量应为e。
1. 根据qU?12mv可以导出下式:
由此可知:对于各种粒子来说,加速电压U都是相同的。因此v与q成正比;v与m成反比。
因为质子和钠离子所带的电量相同,而钠离子的质量却比质子大得多,所以可断定――电场加速后的质子速度应比钠离子大得多。因此选项(D)首先被淘太。
2.为了严格和慎重起见,我们对被加速后的α粒子、氚核、质子的速度进行下列推导:对于α粒子――质量为4mp、电量为2e
va?2qU?ma2?2eU?4mpeU mp
对于氚核――质量为3mp、电量为e
v氚?2eU?3mp2eU? 3mp
对于质子――质量为mp电量为e
vp?2eUeU?2 mpmp
从比较推导的结果中知:质子的速度 VP 最大,正确答案为(C)。
【总结】本题关键是正确使用动能定理,正确得出速度的表达式,由表达式加以讨论,进而得出正确选项。
例3:如图8-2所示,真空中相距d=5 cm的两块平行金属板A、B与电源连接(图中未画出),
-23其中B板接地(电势为零),A板电势变化的规律如图8-3所示.将一个质量m=2.0×10 kg,
-1电量q=+1.6×10C的带电粒子从紧临B板处释放,不计重力.求:
(1)在t=0时刻释放该带电粒子,释放瞬间粒子加速度的大小;
-5(2)若A板电势变化周期T=1.0×10 s,在t=0时将带电粒子从紧临B板处无初速释放,粒
子到达A板时动量的大小;
(3)A板电势变化频率多大时,在t=TT到t=时间内从紧临B板处无初速释放该带电粒子,42
粒子不能到达A板.
【审题】本题需要正确识别图像,由图像提供的信息分析带电粒子在电场中的受力,由受力
情况得出粒子的运动情况,选择正确的物理规律进行求解。
电场强度E =U d
带电粒子所受电场力F?Eq?Uq,F=ma d
Uq?4.0?109m/s2 dm
T1T2?2粒子在0?时间内走过的距离为a()?5.0?10m 222
T故带电粒在在t?时恰好到达A板 2a?
根据动量定理,此时粒子动量
p?Ft?4.0?10?23kg?m/s 带电粒子在t?TTT3T?t?向A板做匀加速运动,在t??t?向A板做匀减速运动,4224
速度减为零后将返回,粒子向A板运动的可能最大位移
1T1s?2?a()2?aT2 2416
要求粒子不能到达A板,有s & d 由f?1,电势频率变化应满足
f??104HZ 【总结】带电粒子在周期性变化的匀强电场中的运动比较复杂,运动情况往往由初始条件决定,具体问题需要具体分析。
(1)运动分析:若粒子受力方向与运动方向相同,则粒子加速运动;若粒子受力方向与运动方向相反,则粒子减速运动。
(2)处理方法:①利用牛顿运动定律结合运动学公式。②利用能量观点,如动能定理,若为非匀强电场只能用能量观点。
(二)带电粒子的偏转(限于匀强电场)
1.运动状态分析:带电粒子以速度V0垂直电场线方向飞入匀强电场时,受到恒定的与
0初速度方向成90角的电场力作用而做匀变速曲线运动。
2.偏转问题的分析处理方法:类似平抛运动的分析处理,应用运动的合成和分解知识分析处理。
(1)垂直电场方向的分运动为匀速直线运动:t=L/V0;vx=v0 ;x=v0t
12(2)平行于电场方向是初速为零的匀加速运动:vy=at ,y=
qUx2经时间t的偏转位移:y= (); 2mdV0
粒子在t时刻的速度:V0+Vy ;
时间相等是两个分运动联系桥梁;

我要回帖

更多关于 带电粒子电场运动公式 的文章

 

随机推荐