带电粒子在电场中直线运动 —’08 备考综合热身辅导系列 山东平原一中 魏德田 253100 所谓带电“粒子”包括“微观粒子”(如 α 粒子、质子、电子)和“小物体”(如带电小球、液滴)等两类
而所谓“电场”又不可避免的与地球引力(重力)场并存,从形成“等效重力场”
前者可不考虑重力作用,后者除开特别说明而外,则必须考虑之
至于运动的形式,对应考者而言,不但考虑“粒子”轨迹是直线还是曲线,还要考虑其运动是匀速、匀变速还是非匀变速等等
此类试题多为力、电综合之类,由于综合性很强、题型多变且有相当大的难度,历来是习题教学和复习备考的“热点”
本文先来讨论带电粒子的直线运动
一、破解依据欲解“带电粒子的直线运动”问题,常用以下八条依据:㈠若合力 F(或合加速度 a,下同)与初速度 v0“共线”,则粒子轨迹为直线;若“两者”方向一致,为动力、“加速”;反之为阻力、“减速”;若合外力为零,为“匀速”或“静止”
㈡求解匀变速运动的位移、速度等,综合应用牛顿定律、运动学基本公式(从略)
㈢若“加速”(或减速),则合外力有正(或负)的冲量;由动量定理知“动量增加”(或减少);速度不变,动量亦然
㈣若“加速”(或减速),则合外力做功为“正”(或负);由动能定理知“动能增加”(或减少);速度不变,则动能亦然
㈤重力、电场力做功为“正”(或负),必然等于重力势能、电势能的“减少”(或增加);而其他力做功则不一定如此
无论何力做功,包括机械能、电势能等在内的总能量是守恒的
除开涉及“电场力做功”的第㈤条而外,皆已于力学中经常应用
以下三条当属于“静电场”一章的基本内容
㈥场强、电势、电势差:⑴ ⑵⑶㈦电场力及其功:⑴, ⑵ ㈧电势能及其变化,则用及还应指出,在直线运动中,当合外力为恒力、变力时,粒子分别做“匀变速”、“非匀变速”直线运动;并且,对“匀减速”情况而言,运动往往具有往复性,请细心的读者