10.5带电粒子在电场中的运动（习题课）课件-2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册

带电粒子在电场中的运动 ----习题课 1.受力分析 仍按力学中受力分析的方法分析，只是多了一个静电力而已，若带电粒子在匀强电场中，则静电力为恒力(qE)；若在非匀强电场中，则静电力为变力。 2.运动分析：带电粒子从静止释放，将沿________方向在匀强电场中做匀加速直线运动。 电场力 知识点1：带电粒子加速 力和运动的关系——牛顿第二定律 功和能的关系——动能定理 [思考判断] (1)带电粒子在电场中只受电场力作用时，可能做匀速直线运动。( ) (2)带电粒子沿电场方向进入电场时，一定做匀加速直线运动。( ) (3)动能定理能分析匀强电场中的直线运动问题，不能分析非匀强电场中的直线运动问题。 ( ) (4)带电粒子在电场中只受电场力作用时，其动能和电势能总和保持不变。( ) × × × √ 1.运动状态分析 如图所示，电子以初速度v0垂直于电场线方向射入匀强电场时，电子只受到恒定的与初速度方向成90°角的电场力作用而做匀变速曲线运动，类似于力学中的平抛运动（轨迹为抛物线）。 知识点2：带电粒子偏转 v0 v0t 2.运动规律 [思考判断] (1)带电粒子垂直进入匀强电场，一定做匀变速曲线运动。( ) (2)带电粒子垂直进入点电荷电场，一定做匀速圆周运动。( ) (3)带电粒子垂直进入匀强电场，其运动可看成沿电场方向的匀速运动和垂直电场方向的匀加速运动的合运动。( ) √ × × 知识点3：复合场 当无法忽略重力的粒子处于匀强电场中，粒子由于同时受到电场力和重力，合力提供物体的加速度。合力做功影响物体的动能变化量。 （也称粒子此时所受的力，为等效重力，此时的复合场也称为等效重力场。） 例 知识点4：交变电场 （周期性变化的电场） 在两个相互平行的金属板间加交变电压时，在两板间便可获得交变电场。 此类电场： 空间上看是匀强电场，即同一时刻，电场中各个位置的电场强度大小、方向都相同； 时间上看是变化的，即电场强度的大小、方向都可以随时间发生变化。 当带电粒子通过电场的时间远远小于电场变化的周期时，可以认为电场强度的大小、方向都不变。 若电子是在t=0时刻进入电场： 先分析电子的受力，进而确定加速度变化情况，最终得出速度变化情况。 由a-t图可见，粒子先做匀加速直线运动，再做匀减速直线运动，由于加速、减速阶段的加速度大小与时间完全相同，所