高中物理帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的解題思想與方法

1、一、 用運(yùn)動(dòng)的分解思想處理帶電粒子的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)在處理帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)或電場(chǎng)與重力場(chǎng)組成的復(fù)合場(chǎng)中做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)的合成與分解法比較常見(jiàn)，一般將粒子比較復(fù)雜的曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)分解為沿電場(chǎng)方向和垂直于電場(chǎng)方向的兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)來(lái)求解。例 1．一個(gè)帶負(fù)電的小球質(zhì)量為 m，帶電荷量為 q，在一個(gè)如圖 1 所示的平行板電容器的右側(cè)邊被豎直上拋，最后落在電容器左側(cè)邊緣同一高度處，兩板間距為 d，板間電壓為 U，求電荷能達(dá)到的最大高度 H 及拋出時(shí)的初速度 v0

2、。解析：由題設(shè)條件可知：小球在復(fù)合場(chǎng)中做曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，可將其運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)和豎直方向的豎直上拋運(yùn)動(dòng)。由豎直上拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得：小球上升的最大高度 H小球自?huà)伋鲋粱氐阶髠?cè)板邊緣同一高度處所需時(shí)間為：根據(jù)小球在水平方向的運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得：聯(lián)立解得：二、用能量觀點(diǎn)處理相關(guān)問(wèn)題由于電場(chǎng)力做功與粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的路徑無(wú)關(guān)，只決定于始、末位置的電勢(shì)差，即：WAB=qUAB，因此用功能關(guān)系法處理粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)或所以三、用極限思想分析臨界問(wèn)題涉

3、及到帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題時(shí)，關(guān)鍵是找到臨界狀態(tài)所對(duì)應(yīng)的臨界條件，而臨界條件可以借助極限法進(jìn)行分析。例 3．一束電子流在經(jīng)U=5 000 V 的加速電壓加速后，在距兩極板等距處垂直進(jìn)入平行板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)，如圖 3 所示，若兩板間距 d=1.0 cm，板長(zhǎng) l=5.0 cm，那么，要使電子能從平行板間飛出，兩個(gè)極板上最多能加多大電壓?解析：在加速電壓一定時(shí)，偏轉(zhuǎn)電壓 U'越大，電子在極板間的偏距就越大，當(dāng)偏轉(zhuǎn)電壓大到使電子