帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)解題三步法

1、一帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)解題三步法帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)解題三步法第一步第一步:審題，審題過程要審清以下因素情況審題，審題過程要審清以下因素情況1、帶電粒子電性：帶正電、帶負(fù)電、未知。、帶電粒子電性：帶正電、帶負(fù)電、未知。2、電場(chǎng)線的方向：向左、向右、未知。、電場(chǎng)線的方向：向左、向右、未知。3、粒子的初速度：有初速度、無初速度、還是未知。、粒子的初速度：有初速度、無初速度、還是未知。4、粒子的運(yùn)動(dòng)方向：順著電場(chǎng)線、逆著電場(chǎng)線、還是未知、

2、粒子的運(yùn)動(dòng)方向：順著電場(chǎng)線、逆著電場(chǎng)線、還是未知。5、粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：勻速、勻變速、變加速、曲線運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)。、粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)：勻速、勻變速、變加速、曲線運(yùn)動(dòng)、勻速圓周運(yùn)動(dòng)。6、考慮重力：考慮重力、不計(jì)重力、帶電粒子小球一般考慮重力、電子一般不考慮重力。、考慮重力：考慮重力、不計(jì)重力、帶電粒子小球一般考慮重力、電子一般不考慮重力。7、有無外力作用：有外力作用、只受電場(chǎng)力作用、有無外力作用：有外力作用、只受電場(chǎng)力作用第二步：第二步：

3、受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析，受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分析，1.1.在分析物體受力時(shí)，是否考慮重力要依據(jù)具體情況而定。在分析物體受力時(shí)，是否考慮重力要依據(jù)具體情況而定。（1）電子、質(zhì)子、）電子、質(zhì)子、α粒子、離子等，除有說明或有明確的暗示以外一般都忽略不計(jì)。粒子、離子等，除有說明或有明確的暗示以外一般都忽略不計(jì)。（2）帶電顆粒：如塵埃、液滴、小球等，除有說明或有明確的暗示以外一般都不能忽略。）帶電顆粒：如塵埃、液滴、小球等，除有說明或有明確的暗

4、示以外一般都不能忽略。2：力學(xué)知識(shí)：力學(xué)知識(shí):牛頓第二定律牛頓第二定律F=maF=ma；動(dòng)能定理；動(dòng)能定理W=ΔEkW=ΔEk；不同位置的電勢(shì)能、動(dòng)能和重力勢(shì)能的和不變；不同位置的電勢(shì)能、動(dòng)能和重力勢(shì)能的和不變；勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律；勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律；拋物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律；拋物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律；圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律分力分力分速度分速度分動(dòng)能。分動(dòng)能。3、力、速度、加速度的正交分解、力、速度、加速度的正交分解第三步：第三步：題目考查的問題：力和運(yùn)

5、動(dòng)問題還是功和能關(guān)系問題題目考查的問題：力和運(yùn)動(dòng)問題還是功和能關(guān)系問題1帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過程帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過程:平衡、加速或減速、直線、曲線平衡、加速或減速、直線、曲線電場(chǎng)的知識(shí)和規(guī)律：電場(chǎng)的知識(shí)和規(guī)律：E=Fq→F=qEE=Fq→F=qE；W=qUW=qU；E=UdE=Ud；Ep=qΦ=qΦ2、處理帶電粒子運(yùn)動(dòng)問題的一般有三條途徑：、處理帶電粒子運(yùn)動(dòng)問題的一般有三條途徑：（1）勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式和牛頓運(yùn)動(dòng)定律）勻變速直線

6、運(yùn)動(dòng)公式和牛頓運(yùn)動(dòng)定律（2）能量守恒定律）能量守恒定律（3）動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律）動(dòng)量定理和動(dòng)量守恒定律3、直線變速運(yùn)動(dòng)問題，、直線變速運(yùn)動(dòng)問題，(1)(1)優(yōu)先考慮使用場(chǎng)力功與粒子動(dòng)能變化關(guān)系，使用動(dòng)能定理來解，尤其是在非勻優(yōu)先考慮使用場(chǎng)力功與粒子動(dòng)能變化關(guān)系，使用動(dòng)能定理來解，尤其是在非勻強(qiáng)電場(chǎng)中，我們無法使用牛頓第二定律來處理的過程，而動(dòng)能定理只考慮始末強(qiáng)電場(chǎng)中，我們無法使用牛頓第二定律來處理的過程，而動(dòng)能定理只考慮始末狀態(tài)，不

7、考慮中間過程。狀態(tài)，不考慮中間過程。（2）若問題涉及空間則優(yōu)先考慮功、動(dòng)能，用能量守恒解題。）若問題涉及空間則優(yōu)先考慮功、動(dòng)能，用能量守恒解題。(3)(3)題目指定求加速度、力、時(shí)間，只能用牛頓第二定律來計(jì)算。題目指定求加速度、力、時(shí)間，只能用牛頓第二定律來計(jì)算。（4）問題涉及時(shí)間則優(yōu)先考慮沖量、動(dòng)量，問題涉及空間則優(yōu)先考慮功、動(dòng)能。）問題涉及時(shí)間則優(yōu)先考慮沖量、動(dòng)量，問題涉及空間則優(yōu)先考慮功、動(dòng)能。4、強(qiáng)化物理?xiàng)l件意識(shí)，聯(lián)系數(shù)學(xué)工具分

8、析（拋物線方程、直線方程、反比例函數(shù)、極值等）、強(qiáng)化物理?xiàng)l件意識(shí)，聯(lián)系數(shù)學(xué)工具分析（拋物線方程、直線方程、反比例函數(shù)、極值等）。8283【解析解析】212qUmv?mqUv2?v=v=2由此可知：加速電壓由此可知：加速電壓U相同的。相同的。v與成正比；答案為（成正比；答案為（C）。比荷【關(guān)鍵關(guān)鍵】】使用動(dòng)能定理使用動(dòng)能定理得出速度的表達(dá)式得出速度的表達(dá)式對(duì)表達(dá)式加討論。對(duì)表達(dá)式加討論。例3：如圖：如圖8282所示，真空中相距所示，真空中

9、相距d=5d=5cmcm的兩塊平行金屬板的兩塊平行金屬板A、B與電源連接與電源連接(圖中未畫出圖中未畫出)，其中其中B板接地（電勢(shì)為零）板接地（電勢(shì)為零）AA板電勢(shì)變化的規(guī)律如圖板電勢(shì)變化的規(guī)律如圖8383所示所示.將一個(gè)質(zhì)量將一個(gè)質(zhì)量m=2.010m=2.0102323kgkg電量電量q=1.610q=1.6101515C的帶電粒子從緊臨的帶電粒子從緊臨B板處釋放，不計(jì)重力板處釋放，不計(jì)重力.求：求：(1)(1)在t=0t=0時(shí)刻釋放

10、該帶電粒子，釋放瞬間粒子加速度的大小時(shí)刻釋放該帶電粒子，釋放瞬間粒子加速度的大小(2)(2)若A板電勢(shì)變化周期板電勢(shì)變化周期T=1.010T=1.01055ss在t=0t=0時(shí)將帶電粒子從緊臨時(shí)將帶電粒子從緊臨B板處無初速釋放，板處無初速釋放，粒子到達(dá)粒子到達(dá)A板時(shí)動(dòng)能的大?。话鍟r(shí)動(dòng)能的大??；(3)A(3)A板電勢(shì)變化周期多大時(shí)，在板電勢(shì)變化周期多大時(shí)，在t=T4t=T4到t=T2t=T2時(shí)間內(nèi)從緊鄰時(shí)間內(nèi)從緊鄰B板處無初速釋放該帶板處

11、無初速釋放該帶電粒子，粒子不能到達(dá)電粒子，粒子不能到達(dá)A板.【審題審題】在0T20T2時(shí)間勻加速運(yùn)動(dòng)，時(shí)間勻加速運(yùn)動(dòng)，T2TT2T勻減速運(yùn)動(dòng)，均向勻減速運(yùn)動(dòng)，均向A板。板?！窘馕鼋馕觥侩妶?chǎng)強(qiáng)度電場(chǎng)強(qiáng)度E=Ud=UdF=qE=qUdF=qE=qUdα=Fm=Uqdm=4.0Χ10α=Fm=Uqdm=4.0Χ109msms2如果如果BABA距離足夠長(zhǎng)在距離足夠長(zhǎng)在0T20T2移動(dòng)移動(dòng)s，在，在T2TT2T也移動(dòng)也移動(dòng)s。S=S=α(α()2

12、=5.0Χ10=5.0Χ1022m12T2S=dS=d帶電粒在帶電粒在T2T2時(shí)恰好到達(dá)時(shí)恰好到達(dá)A板此時(shí)粒子動(dòng)能此時(shí)粒子動(dòng)能Ek=qUqUBABA=1.610=1.61015152.5=4102.5=4101515J帶電粒子在帶電粒子在t=t=到加速運(yùn)動(dòng)，加速運(yùn)動(dòng)，T4T2在t=t=到減速運(yùn)動(dòng)使速度減到減速運(yùn)動(dòng)使速度減到0。T23T4S1=α(α()2S2=S=S1=α(α()212T412T4則S=S=S1S2d4.0Χ104.0Χ

13、109Χ(Χ()25Χ10Χ1022T4則TTΧ10Χ10552【關(guān)鍵關(guān)鍵】受力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同受力方向與運(yùn)動(dòng)方向相同加速運(yùn)動(dòng)；受力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反加速運(yùn)動(dòng)；受力方向與運(yùn)動(dòng)方向相反減速同向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)速度為減速同向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)速度為0時(shí)，時(shí)，兩段位移大小相等，方向相同。兩段位移大小相等，方向相同。二帶電粒子的偏轉(zhuǎn)（限于勻強(qiáng)電場(chǎng)）帶電粒子的偏轉(zhuǎn)（限于勻強(qiáng)電場(chǎng)）1.1.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：初速度運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：初速度V0⊥電場(chǎng)線方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，受到恒定的與