作者單位:山東省萊西市第一中學
學習目標:
1.讓學生正確分析力
2.學會計算工作
3. 更精通功能關系
例:如圖所示,有帶電的平行金屬板A和B,兩板之間的電位差為U。A板帶正電,B板中心有一個小孔。帶正電的粒子,電荷量為 q,質量為 m,從孔正上方的板高度 h 自由落體。 如果無論空氣阻力如何,顆粒都能準確落到 A 板和 B 板中心的 c 點,則 ( )
A.粒子下落過程中,動能逐漸增大,引力勢能逐漸減小。
B. 粒子下落過程中,重力做的功為mg(h+d2),電場力做的功為-qU
C、當粒子落入電場中時,電勢能逐漸增大,增大量為12qU
D.如果顆粒從距板 B 1.5 小時的高度自由落體,它們將恰好到達板 A。
【思路提示】(1)借助動能定理和函數關系可以分析電荷動能、重力勢能和電勢能的變化。
(2)重力做功和電場力做功的定義分析
【分析】在下落過程中,粒子的速度先增大后減小,因此動能先增大后減小,引力勢能逐漸減小。 A 是錯誤的。 粒子落到h+d2高度后,重力所做的功為mg(h+d2),而電場力所做的功為-q×Ud×d2=-12qU,B錯誤。 當粒子落入電場時,電場力做功-12qU。 根據電場力所做的功與電勢能變化的關系,電勢能的增加量為12qU。 C是對的。 根據題意mg(h+d2)-12qU=0帶電粒子在電場中偏轉,mg(h′+d)-qU=0帶電粒子在電場中偏轉,所以h′=2h,D是錯誤的。
答案:C
實踐。 如圖所示,電子從 A 板附近的靜止處出發,向 B 板移動。關于電子到達 B 板時的速度,下列解釋正確的是: ()
A.兩塊板之間的距離越大,加速時間越長,獲得的速度越大。
B.兩塊板之間的距離越小,加速時間越長,獲得的速度越大。
C.獲得的速度與兩板之間的距離無關,只取決于加速電壓U
D、兩板之間的距離越小,加速時間越短,獲得的速度越小。
【分析】由動能定理可得eU=12mv2,即v=2eUm)。 v的大小與U有關,與極間距離無關。 C 是正確的。
答案:C
摘要:解決帶電粒子在電場中運動問題的思路
(1)帶電粒子的受力、運動特性和做功的分析是選擇定律解決問題的關鍵。
(2)在選擇解題方法時,優先考慮函數關系視角,因為應用函數關系級數簡單、方便、不易出錯。