1、偏轉(zhuǎn)問(wèn)題:
(1)條件分析:帶電粒子進(jìn)入垂直于電場(chǎng)線方向的均勻電場(chǎng)。
(2)動(dòng)作形式:類似平投動(dòng)作。
(3)處理方法:應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解。
(4) 移動(dòng)規(guī)則:
2. 帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)時(shí)的兩類問(wèn)題:最終的側(cè)向距離和偏轉(zhuǎn)后的動(dòng)能或速度。
一個(gè)典型的例子如圖所示。 水平放置的平行板電容器連接到某個(gè)電源。 其板長(zhǎng)L=0.4m。 兩塊板之間的距離為 d = 4 × 10-3 m。 存在由相同帶電粒子組成的粒子流。 ,從兩塊板中心的平行板以相同的速度v0注入。 在開(kāi)關(guān)S閉合之前,兩塊極板不帶電。 由于重力,顆粒可以落到下板的中心。 已知顆粒的質(zhì)量為m=4×10 -5kg,電荷q=+1×10-8C,g=10 m/s2。 求:
(1) 粒子的入射速度 v0 是多少?
(2)為了使粒子從平行板電容器的右側(cè)發(fā)射電場(chǎng),電容器的上極板應(yīng)該連接到電源的正極還是負(fù)極? 施加電壓U應(yīng)取什么范圍?
【鞏固練習(xí)】
1.(多選)如圖所示,電荷比為qA:qB=1:3的帶電粒子A和B從同一點(diǎn)以等速度v0出發(fā),沿垂直于平面的方向發(fā)射到平行板中。電場(chǎng)強(qiáng)度。 在電容器中,分別放置C點(diǎn)和D點(diǎn)。 若OC=CD帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),忽略粒子重力的影響,則()
A。 A、B在電場(chǎng)中移動(dòng)的時(shí)間比為1:2
B. A、B運(yùn)動(dòng)的加速度比為4:1
C、A、B質(zhì)量比為1:12
D. A、B的位移之比為1:1
2、如圖所示,兩塊平行帶電金屬板M、N間隔d。 距板M左端距離d處有一個(gè)小孔A。有兩個(gè)相同的帶電粒子A和B。粒子A從兩個(gè)板的左端連接。 粒子B以初速度v1在線中點(diǎn)O處平行于兩塊板注入,粒子B以初速度v2從孔A垂直注入M板。 兩者同時(shí)在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng),都擊中了N板的中點(diǎn)。 在B處,初速度v1和v2正確的關(guān)系是()
3、(多選)如圖所示的直角坐標(biāo)系中,均勻輻射電場(chǎng)分布在第一象限,坐標(biāo)原點(diǎn)與四分之一圓弧熒光屏之間的電壓為U; 垂直電場(chǎng)分布在第三象限。 向下均勻電場(chǎng)的大小為E。大量帶電為-q(q>0)、質(zhì)量為m的粒子從第三象限的不同位置沿正向連續(xù)注入均勻電場(chǎng)。從某一時(shí)刻起,x軸方向具有相同的初速度v0。 如果粒子只能從坐標(biāo)原點(diǎn)進(jìn)入第一象限,則其他粒子將被坐標(biāo)軸上的材料吸收并導(dǎo)出,而不影響原有的電場(chǎng)分布。 忽略粒子的引力和它們之間的相互作用。 下列說(shuō)法正確的是()
解決帶電體在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的思路
1.運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)視角:
利用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和勻變速運(yùn)動(dòng)公式解決實(shí)際問(wèn)題一般有兩種情況:
① 若帶電粒子的初速度方向與電場(chǎng)線共線,則粒子將以勻速直線運(yùn)動(dòng);
②帶電粒子的初速度方向垂直于電場(chǎng)線,粒子作勻速曲線運(yùn)動(dòng)(類似于平拋運(yùn)動(dòng))。
(2)當(dāng)帶電粒子在電場(chǎng)中作勻速曲線運(yùn)動(dòng)時(shí)帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng),一般采用類似于平拋運(yùn)動(dòng)的解決方案。
2、功能視圖:
首先分析帶電粒子所受的力,然后分析運(yùn)動(dòng)形式,然后根據(jù)具體情況選擇計(jì)算公式。
(1)如果用動(dòng)能定理,需要區(qū)分有多少個(gè)力在做功,是恒力還是變力,同時(shí)需要明確初態(tài)和終態(tài)以及運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能的增量。
(2)如果采用能量守恒定律,則需要區(qū)分帶電粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的變換涉及多少種能量,哪些能量增加,哪些能量減少。