带电粒子在匀强电场中只能做直线运动

电容器和带电粒子在匀强电场中的运动练习专题

一、多选题

1．如图所示，平行板电容器A、B两极板水平放置，A在上方，B在下方，现将其和二极管串联接在电源上，已知A和电源正极相连，二极管具有单向导电性，一带电小球沿A、B中心水平射入，打在B极板上的N点，小球的重力不能忽略，现通过上下移动A极板来改变两极板A、B间距（两极板仍平行），则下列说法正确的是（ ）

A． 若小球带正电，当A、B间距增大时，小球打在N的右侧 B． 若小球带正电，当A、B间距减小时，小球打在N的左侧 C． 若小球带负电，当A、B间距减小时，小球可能打在N的右侧 D． 若小球带负电，当A、B间距增大时，小球可能打在N的左侧

2．如图所示，两块水平放置的平行正对的金属板a、b分别与电池两极相连，开始时开关S闭合，发现在距两板距离相等的P点有一个带电液滴处于静止状态，然后断开开关，并将b板向下平移一小段距离，稳定后，下列说法中正确的是

A． 液滴将加速向下运动 B． 液滴将保持不动

C． P点电势升高，液滴在P点时电势能减少 D． P点电势升高，液滴在P点时电势能增大

3．如图，一平行板电容器连接在直流电源上，电容器的极板水平，两微粒a、b所带电荷量大小相等、符号相反，使它们分别

[例题1]（’07杭州）如图—1所示，匀强电场的方向跟竖直方向成α角。在电场中有一质量为m、带电量为q的 摆球，当摆线水平时，摆球处于静止。求：

?小球带何种电荷？摆线拉力的大小为多少？ ?当剪断摆线后，球的加速度为多少？

?剪断摆线后经过时间t，电场力对球做的功是多少？ E α [解析]?当摆球静止时，受重力、拉力和电场力等作用，如图—2所示。显然，小球带正电荷。由综合“依据”㈡，可得

m 图—1 T?mgtan?????① mgqE??????②cos??同理，剪断细线后，球的水平方向的合力、加速度为

mgtan??maa?gtan??????③

?欲求剪断摆线后经过时间t，电场力对球做的功，须先求球的位移。由“依据”㈡、㈦，可得

12at??????④ 2W?qEs?sin????⑤s?

最后，联立②③④⑤式，即可求出以下结果 W?12mg2t2tan?. 2 [例题3]（高考模拟）如图—5所示,水平放置的两平行金属板A、B相距为d，电容为C，开始时两极板均不带电，A板接地且中央有一小孔，先将带电液一滴一滴地从小孔正上方h高处无初速地底下，设每滴液滴的质量为m，电荷量为q,落到B板后把电荷全部

篇一：带电粒子在电场中的运动知识点精解

带电粒子在电场中的运动知识点精解

1．带电粒子在电场中的加速

这是一个有实际意义的应用问题。电量为q的带电粒子由静止经过电势差为U的电

场加速后，根据动能定理及电场力做功公式可求得带电粒子获得的速度大小为

可见，末速度的大小与带电粒子本身的性质(q/m)有关。这点与重力场加速重物是不

同的。

2．带电粒子在电场中的偏转

如图1-36所示，质量为m的负电荷-q以初速度v0平行两金属板进入电场。设

两板间的电势差为U，板长为L，板间距离为d。则带电粒子在电场中所做的是类似平抛的运动。

(1)带电粒子经过电场所需时间(可根据带电粒子在平行金属板方向做匀速直线

运动求

)

(2)带电粒子的加速度(带电粒子在垂直金属板方向做匀加速直线运动

)

(3)离开电场时在垂直金属板方向的分速度

(4)电荷离开电场时偏转角度的正切值

3．处理带电粒子在电场中运动问题的思想方法 (1)动力学观点

这类问题基本上是运动学、动力学、静电学知识的综合题。处理问题的要点是要注意区分不同的物理过程，弄清在不同物理过程中物体的受力情况及运动性质，并选用相应的物理规律。 能用来处理该类问题的物理规律主要有：牛顿定律结合直线运动公式；动量定理；动量守恒定律。

(2)功能观点

对于有

带电粒子在匀强磁场中运动轨迹

一、带电粒子在匀强磁场中运动轨迹

带电粒子只受洛伦兹力作用的条件下,在匀强磁场中的运动有:

1.粒子初速度方向平行磁场方向（V ∥B ）：

运动轨迹：匀速直线运动

2.粒子初速度方向垂直磁场方向（V ⊥B ）：

(1)动力学角度：洛伦兹力提供了带电粒子做匀速圆周运动所需的向心力

(2)运动学角度：加速度方向始终和运动方向垂直，而且加速度大小不变。 运动轨迹：匀速圆周运动

二、轨道半径和运动周期

1.轨道半径r ：qB

m v r = 在匀强磁场中做匀速圆周运动的带电粒子，轨道半径跟运动速率成正比。

2.运动周期T ：qB

m T π2= (1)周期跟轨道半径和运动速率均无关

(2)粒子运动不满一个圆周的运动时间：qB m t θ=

，θ为带电粒子运动所通过的圆弧所对的圆

心角 三、有界磁场专题：（三个确定）

1、圆心的确定

已知进出磁场速度方向 已知进出磁场位置和一个速度方向

2. 半径的确定：

半径一般都在确定圆心的基础上用平面几何知识求解，常常要解三角形

带电粒子在匀强磁场中运动轨迹

3、时间的确定（由圆心角确定时间）

粒子速度的偏转角(?)等于回旋角 (α)，并等于AB 弦与切线的夹角(弦切角θ)的2倍

即．θα?2=

带电粒子在匀强电场中的运动专题

一、带电粒子在匀强电场中的加速运动

【例1】如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U。在板间靠近正极板附近有一带正电荷q的带电粒子，它在电场力作用下由静止开始从正极板向负极板运动，到达负极板的速度为多大？ 分析：带电粒子在运动中受到电场力的作用，电场力对它做功，使它的动能增加，由动能定理可知： M N 【例2】如图所示，两个极板的正中央各有一小孔，两板间加以电压U，一带正电荷q的带电粒子以初速度v0从左边的小孔射入，并从右边的小孔射出，则射出时速度为多少？ q 分析：带电粒子在运动中受到电场力的作用，电场力对它做功，使它的动能增加，由动能U 定理可知： M N 练习：两平行金属板相距为d，电势差为U，以电子质量为m，电荷量为e，从O点沿垂v v0 直于极板的方向射出，最远到达A点，然后返回，如图所示，OB?h，此电子具有的初q

N 动能是（ ） M edheUeUh A、 B、edUh C、 C、

UdhdO U h B 小结：带电粒子在匀强电场中加速运动，它的运动特点是：带电粒子在匀强电场中的电场U FqU力F的作用下，以恒定加速度a?做匀加

白白白白白

《带电粒子在电场中的运动》说课稿

齐锁 0808110066

一、说教材：

1地位和作用：

电场是电学的基本知识，是学好电磁学的关键。本节是本章知识的重要应用之一，是力学知识和电学知识的综合。在课程标准和考试说明中都把本节知识列为理解并掌握的内容。通过对本节知识的学习，学生能够把电场知识和牛顿定律、动能定理、运动的合成与分解等力学知识有机地结合起来，加深对力、电知识的理解，有利于培养学生用物理规律解决实际问题的能力，同时也为以后学习带电粒子在磁场中的运动打下基础。

2．教材的安排与意图：

这节教材先从能量角度入手研究了带电粒子在电场中的加速，然后，又从分析粒子受力情况入手，类比重力场中的平抛运动，研究了带电粒子在匀强电场中的偏转问题。安排这一节，一方面是加深对前面所学知识的理解，另一方面是借助分析带电粒子的加速和偏转，使学生进一步掌握运动和力的关系，培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。

3．教学目标：

知识与技能

（1）理解并掌握带电粒子在电场中加速和偏转的原理；

（2）培养学生观察、分析、表达及应用物理知识解决实际问题的能力，进一步养成科学思维的方法。

（3）了解示波管的构造和基本原理。

过程与方法

掌握分析和解决带电粒子在电场中运动问题的思路和方法。

带电粒子在电场中的运动

例1、（01全国高考）如图，虚线a、b和c是静电场中的三个等势面，它们的电势分别为φa、φb、和φc，φa﹥φb﹥φc。一带电的粒子射入电场中，其运动轨迹如实线KLMN所示，由图可知 （ ）

A、 粒子从K到L的过程中，电场力做负功

B、 粒子从L到M的过程中，电场力做负功

C、 粒子从K到L的过程中，静电势能增加

D、 粒子从L到M的过程中，动能减少

例2、如图所示，有三个质量相等，分别带正电，负电和不 带电

的小球，从上、下带电平行金属板间的P点.以相同速率垂直电场方向射入电场，它们分别落到A、B、C三点，则 （ ）

（A） A带正电、B不带电、C带负电

（B） 三小球在电场中运动时间相等

（C） 在电场中加速度的关系是aC>aB>aA

（D） 到达正极板时动能关系EA>EB>EC

例3、如图所示，带负电的小球静止在水平放置的平行板电容

器两板间，距下板0.8 cm，两板间的电势差为300 V.如果两板间电势差减小到60 V，则带电小球运动到极板上需多长时间?

例4、绝缘的半径为R的光滑圆环，放在竖直平面内，环上套有一个质量

为m，带电量为+q的小

带电粒子在电场中的运动

1. 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条直线上，做匀加（减）速直线运动。

2. 带电粒子（若重力不计）由静止经电场加速如图1所示，可用动能定理：

表达式为qU1?12 mv02

图 1 图 2

3. 带电粒子在匀强电场中的偏转（重力不计），如图2所示。

（1）侧移：结合加速时的表达式可得：

U2L2121?U2q??L?y?at???????4Ud，可知在加速电压、偏转极板的长度和极板间距不22?dm??v1?0?变的情况下，侧向位移y与偏转电压U2成正比。

（2）偏角：tan??2vyv0?atU2qLU2L ??2v0dmv02U1d注意到y?L说明穿出时刻的末速度的反向延长线与初速度延长线交点恰好在水tan?，

2平位移的中点。这一点和平抛运动的结论相同。两样，在加速电压、偏转极板的长度和极板间距不变的情况下，偏角的正切tan?与偏转电压U2成正比。

（3）穿越电场过程的动能增量： ?Ek?qU'?qEy（注意，一般来说不等于qU2） 1

专题强化八带电粒子(带电体)在电场中运动的综合问题专题解读 1.本专题主要讲解带电粒子(带电体)在电场中运动时动力学和能量观点的综合运用，高考常以计算题出现.

2.学好本专题，可以加深对动力学和能量知识的理解，能灵活应用受力分析、运动分析特别是曲线运动(平抛运动、圆周运动)的方法与技巧，熟练应用能量观点解题.

3.用到的知识：受力分析、运动分析、能量观点.

一、带电粒子在电场中运动

1.分析方法：先分析受力情况，再分析运动状态和运动过程(平衡、加速或减速，轨迹是直线还是曲线)，然后选用恰当的力学规律如牛顿运动定律、运动学公式、动能定理、能量守恒定律解题.

2.受力特点：在讨论带电粒子或其他带电体的静止与运动问题时，重力是否要考虑，关键看重力与其他力相比较是否能忽略.一般来说，除明显暗示外，带电小球、液滴的重力不能忽略，电子、质子等带电粒子的重力可以忽略，一般可根据微粒的运动状态判断是否考虑重力作用.

二、用能量观点处理带电体的运动

对于受变力作用的带电体的运动，必须借助于能量观点来处理.即使都是恒力作用的问题，用能量观点处理也常常显得简洁.具体方法常有两种：

。

1.用动能定理处理

思维顺序一般为：

(1)弄清研究对象，明确所研究的物理过程.

(2)分析物体在所

带电粒子在匀强磁场中的运动专题

课前预习

一、带电粒子在磁场中运动（不计其它作用）

1运动（此情况下洛伦兹力F=0） （1）若v//B，带电粒子以速度v做 ○

2（2）若v⊥B，带电粒子在垂直于磁感线的平面内以入射速度v做 ○

v2

3①向心力由洛伦兹力提供： ○ R

45 ②轨道半径公式：R= ○

67，频率：f=③周期：T= ○18 T

角频率： v9 r

说明：T、F和 的两个特点：

10 和 ①T、f和 的大小与轨道半径（R）和运动速率（v）无关，只与 ○

有关； ②比荷（q）相同的带电粒子，在同样的匀强磁场中，T、f和 相同。 m

二、回旋加速器原理：

11______原因，D形金属扁盒内没有电场，粒子在D形金属扁盒内运动时（1） 由于__○

12____运动，周期为____○13____． 不能获得加速，仅在磁场力作用下做____○

（2）两个D形金属扁盒缝隙中存在交变的电场，只要保证粒子每次进入电场时，都是加速电场，粒子就能获得加速．粒子在磁场中转过半圈的时间为圆周运动的半周期，这就要求交流电经过这段时间就要改变方向一次，尽管粒子的速度越来越大，但粒子的运动周期与

14___，不计