6.带电粒子在电场中的运动 (1)带电粒子在电场中的运动由粒子的初始状态和受力情况决定.在非匀强电场中.带电粒子受到的电场力是变力.解决这类问题可以用动能定理求解.在匀强电场中.带电粒子受到的是恒力.若带电粒子初速度为零或初速度方向平行于电场方向.带电粒子将做匀变速直线运动,若带电粒子初速度方向垂直于电场方向.带电粒子做类平抛运动.根据运动规律求解. (2)带电小球.带电微粒在匀强电场中运动.由于带电小球.带电微粒可视为质点.同时受到重力和电场力的作用.其运动情况由重力和电场力共同决定.又因为重力和电场力都是恒力.其做功特点一样.常将带电质点的运动环境想象成一等效场.等效场的大小和方向由重力场和电场共同决定. 例2两平行金属板相距为d.电势差为U.一电子质量为m.电荷量为e.从O点沿垂直于极板的方向射出.最远到达A点.然后返回.如图1-8-3所示.OA=h.此电子具有的初动能是 ( ) A. B.edUh C. D. 解析:电子从O点到A点.因受电场力作用.速度逐渐减小.根据题意和图示可知.电子仅受电场力.由能量关系:.又E=U/d..所以 . 故D正确. 点评:应用电场力做功与电势差的关系.结合动能定理即可解答本题. 例3一束质量为m.电荷量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场.如图1-8-4所示.如果两极板间电压为U.两极板间的距离为d.板长为L.设粒子束不会击中极板.则粒子从进入电场到飞出极板时电势能的变化量为 . 分析:带电粒子在水平方向做匀速直线运动.在竖直方向做匀加速运动.电场力做功导致电势能的改变. 解析:水平方向匀速.则运动时间t =L/ v0 ① 竖直方向加速.则侧移 ② 且 ③ 由①②③得 则电场力做功 由功能原理得电势能减少了 例4如图1-8-5所示.离子发生器发射出一束质量为m.电荷量为q的离子.从静止经加速电压U1加速后.获得速度.并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央.受偏转电压U2作用后.以速度离开电场.已知平行板长为.两板间距离为d.求: ①的大小, ②离子在偏转电场中运动时间, ③离子在偏转电场中受到的电场力的大小F, ④离子在偏转电场中的加速度, ⑤离子在离开偏转电场时的横向速度, ⑥离子在离开偏转电场时的速度的大小, ⑦离子在离开偏转电场时的横向偏移量y, ⑧离子离开偏转电场时的偏转角θ的正切值tgθ 解析:①不管加速电场是不是匀强电场.W=qU都适用.所以由动能定理得: ②由于偏转电场是匀强电场.所以离子的运动类似平抛运动. 即:水平方向为速度为v0的匀速直线运动.竖直方向为初速度为零的匀加速直线运动. ∴在水平方向 ③ F=qE= ④ ⑤ ⑥ ⑦(和带电粒子q.m无关.只取决于加速电场和偏转电场) 解题的一般步骤是: (1)根据题目描述的物理现象和物理过程以及要回答问题.确定出研究对象和过程.并选择出“某个状态 和反映该状态的某些“参量 .写出这些参量间的关系式. (2)依据题目所给的条件.选用有关的物理规律.列出方程或方程组.运用数学工具.对参量间的函数关系进行逻辑推理.得出有关的计算表达式. (3)对表达式中的已知量.未知量进行演绎.讨论.得出正确的结果. [同步检测] 【查看更多】

 

题目列表(包括答案和解析)

带电粒子射入一个固定的点电荷Q的电场中,沿图中虚线由a点运动到b点,a、b两点到点电荷Q的距离分别为ra和rb(ra>rb)9若不计重力,则在这一运动过程中(  )

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精英家教网带电粒子的质量m=1.7×10-27Kg,电量q=1.6×10--19C,以速度v=3.2×10-6m/s沿垂直于磁场同时又垂直于磁场边界的方向射入匀强磁场中,磁场的磁感应强度为B=0.17T,磁场的宽度L=10cm,如图所示.不计粒子重力.求:
(1)带电粒子离开磁场时的速度多大?
(2)带电粒子在磁运动多长时间?

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带电粒子在AB两极板间靠近A板中央附近S处静止释放,在两极板电压中加速,从小孔P平行CD极板方向的速度从CD极板中央垂直进入偏转电场,B板靠近CD板的上边缘如图甲.在CD两板间加如图乙所示的交变电压,设t1=0时刻粒子刚好进入CD极板,t2=t0时刻粒子恰好从D板的下边缘飞入匀强磁场,匀强磁场的上边界与CD极板的下边缘在同一水平线上,磁场范围足够大,加速电场AB间的距离,偏转电场CD间的距离及CD极板长均为d,图象乙中t0和U0都为已知,带电粒子重力不计,不考虑电场和磁场边界影响.求:

(1)加速电压U=?U0=?
(2)带电粒子进入磁场时的速度?
(3)若带电粒子在t3时刻刚好从C极板的下边缘进入偏转电场,并刚能返回到初始位置S处,t3=?,t0=?
(4)带电粒子全程运动的周期T=?

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带电粒子分别在匀强电场和匀强磁场中运动且只受电场力和磁场力作用,下列说法中正确的是(  )

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带电粒子(不计重力)在某一匀强磁场中,可能所处的运动状态是(  )

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同步练习册答案