专题带电粒子在匀强电场中的运动典型例题VIP免费

学习好资料欢迎下载专题:带电粒子在匀强电场中的运动典型例题注意：带电粒子是否考虑重力要依据情况而定（1）基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等，除有说明或明确的暗示外，一般都不考虑重力（但不能忽略质量）。（2）带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示外，一般都不能忽略重力。一、带电粒子在匀强电场中的加速运动【例1】如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U。在板间靠近正极板附近有一带正电荷q的带电粒子，它在电场力作用下由静止开始从正极板向负极板运动，到达负极板的速度为多大？【例2】如图所示，两个极板的正中央各有一小孔，两板间加以电压U，一带正电荷q的带电粒子以初速度v0从左边的小孔射入，并从右边的小孔射出，则射出时速度为多少？二、带电粒子在电场中的偏转（垂直于场射入）⑴运动状态分析：粒子受恒定的电场力，在场中作匀变速曲线运动．⑵处理方法：采用类平抛运动的方法来分析处理——（运动的分解）．02102vtattì?????í??????垂直于电场方向匀速运动：x=沿着电场方向作初速为的匀加速：y=两个分运动联系的桥梁：时间相等设粒子带电量为q，质量为m，如图6－4－3两平行金属板间的电压为Ｕ，板长为L，板间距离为d．则场强UEd＝，加速度qEqUammd==，通过偏转极板的时间：0Ltv=侧移量：y=222201242LUqULatdUmdv==偏加偏转角：0tanatvq==202LUqULdUmdv=偏加（U偏、Ｕ加分别表示加速电场电压和偏转电场电压）带电粒子从极板的中线射入匀强电场，其出射时速度方向的反向延长线交于入射线的中点．所以侧移距离也可表示为：tan2Lyq=.粒子可看作是从两板间的中点沿直线射出的MNqUMNqUv0v图6－4－3学习好资料欢迎下载【例3】质量为m、电荷量为q的带电粒子以初速0v沿垂直于电场的方向，进入长为l、间距为d、电压为U的平行金属板间的匀强电场中，粒子将做匀变速曲线运动，如图所示，若不计粒子重力，则可求出如下相关量：（1）粒子穿越电场的时间t：（2）粒子离开电场时的速度v（3）粒子离开电场时的侧移距离y：（4）粒子离开电场时的偏角：（5）速度方向的反向延长线必过偏转电场的中点解：（1）粒子穿越电场的时间t：粒子在垂直于电场方向以0vvx做匀速直线运动，tvl0，0vlt；（2）粒子离开电场时的速度v：粒子沿电场方向做匀加速直线运动，加速度mdqUmqEa，粒子离开电场时平行电场方向的分速度0mdvqUlatvy，所以202022)(mdvqUlvvvvyx。（3）粒子离开电场时的侧移距离y：2022221mdvqUlaty（4）粒子离开电场时的偏角：因为20tanmdvqUlvvxy，所以20arctanmdvqUl。（5）速度方向的反向延长线必过偏转电场的中点由20tanmdvqUl和2022mdvqUly，可推得tan2ly。粒子可看作是从两板间的中点沿直线射出的。三、带电粒子经加速电场后进入偏转电场【例4】如图所示，由静止开始被电场（加速电压为1U）加速的带电粒子平行于两正对的平行金属板且从两板正中间射入，从右侧射出，设在此过程中带电粒子没有碰到两极板。若金属板长为L，板间距离为d、两板间电压为2U，试分析带电粒子的运动情况。解：（1）粒子穿越加速电场获得的速度1v设带电粒子的质量为m，电量为q，经电压1U加速后速度为1v。由动能定理有21121mvqU，mqUv112（2）粒子穿越偏转电场的时间t：带电粒子以初速度1v平行于两正对的平行金属板从两板正中间射入后，在偏转电场中运动时间为t，则112qUmLvLtUdlqv0yU1dU2qv1v2Lqv0v1学习好资料欢迎下载（3）粒子穿越偏转电场时沿电场方向的加速度a：带电粒子在偏转电场中运动时沿电场方向的加速度dmqUmFa2（4）粒子离开偏转电场时的侧移距离y：带电粒子在偏转电场中运动时沿电场方向作初速度为0的做匀加速直线运动dULULqUmdmqUaty1222122422121（5）粒子离开偏转电场时沿电场方向的速度为yv：带电粒子离开电场时沿电场方向的速度为yv，则122mUqdLUatvy（6）粒子离开偏转电场时的偏角：设飞出两板间时的速度方向与水平方向夹角为。则dULUvvxy122tan【例5】如图所示，由静止开始被电场（加速电压为1U）加速的带电粒子平行于两正对的平行金属板且从两板正中间射入。若金属板长为L，板间距离为d、两板间电压为2U，试讨论带电粒子能飞出...