第10章 微专题4 带电粒子在电场中的综合问题（课件PPT）-【状元桥·优质课堂】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册（人教版）

静电场中的能量 第十章 微专题四　带电粒子在电场中的综合问题 返回目录 物理　必修第三册 　 课堂·深度探究 课末·随堂演练 课时作业(十三) 课堂·深度探究 考点一　带电粒子在电场(复合场)中的运动 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 考点二　带电粒子在交变电场中的运动 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 课末·随堂演练 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 返回目录 物理　必修第三册 　 课时作业(十三)　微专题四　带电粒子在电场中的综合问题 返回目录 物理　必修第三册 　 制 作 者：状元桥 适用对象：高中学生 制作软件：Powerpoint2003、 Photoshop cs3 运行环境：WindowsXP以上操作系统 [学习目标]　1.会分析带电粒子在电场(复合场)中的运动(科学思维).2.会分析带电粒子在交变电场中的运动(科学思维)． 1．分析带电粒子在电场中做变速运动的方法 (1)动力学方法——牛顿运动定律、运动学公式． 当带电粒子所受合力为恒力，且与速度方向共线时，粒子做匀变速直线运动，若题目涉及运动时间，优先考虑牛顿运动定律、运动学公式． 在重力场和电场叠加场中的匀变速直线运动，亦可以分解为重力方向上、静电力方向上的直线运动来处理． (2)功、能量方法——动能定理、能量守恒定律． 若题中已知量和所求量涉及功和能量，那么应优先考虑动能定理、能量守恒定律． 2．带电粒子在电场中做圆周运动的解题方法 解决电场(复合场)中的圆周运动问题，关键是分析向心力的来源，向心力的来源有可能是重力和静电力的合力，也有可能是单独的静电力． 【例题1】 如图所示，水平放置的平行板电容器的两极板M、N接直流电源，两极板间的距离为L＝15 cm.上极板M的中央有一小孔A，在A的正上方h处的B点有一小油滴自由落下．已知小油滴的电荷量q＝3.5×10－14 C、质量m＝3.0×10－9 kg.当小油滴即将落到下极板时速度恰好为零．两极板间的电势差U＝6×105 V．(不计空气阻力，g取10 m/s2) (1)两极板间的电场强度E的大小为多少？ (2)设平行板电容器的电容C＝4.0×10－12 F，则该电容器所带电荷量Q是多少？ (3)B点在A点正上方的高度h是多少？ 思维导引：(1)用平行板电场公式求出电场的强度E；(2)根据Q＝CU求出电容器的电荷量；(3)小油滴先做自由落体运动到极板M处，然后在电场力和重力的作用下做减速运动，根据功能关系可求出高度h的值． 解析 (1)由匀强电场的场强与电势差的关系式可得两极板间的电场强度大小为E＝eq \f(U,L)＝4×106 V/m. (2)该电容器所带电荷量为Q＝CU＝2.4×10－6 C． (3)小油滴自由落下，即将落到下极板时，速度恰好为零 由动能定理可得mg(h＋L)－qU＝0， 则B点在A点正上方的高度是 h＝eq \f(qU,mg)－L＝eq \f(3.5×10－14×6×105,3.0×10－9×10) m－15×10－2 m＝0.55 m. 答案　(1)4×106 V/m　(2)2.4×10－6 C　(3)0.55 m 【变式1】 如图所示，半径为R的光滑绝缘圆环竖直置于场强大小为E、方向水平向右的匀强电场中，质量为m、带电荷量为＋q的空心小球穿在环上，当小球从顶点A由静止开始下滑到与圆心O等高的位置B时，求小球对环的压力．(重力加速度为g) 解析 小球从A到B的过程中，重力做正功，静电力做正功，动能增加，由动能定理有mgR＋qER＝eq \f(1,2)mv2，在B点时小球受到重力mg、静电力qE和圆环对小球的弹力F1三个力的作用，如图所示，静电力和弹力沿半径方向指向圆心的合力提供向心力，则F1－Eq＝meq \f(v2,R)， 联立解得F1＝2mg＋3Eq； 小球对环的压力与环对小球的弹力为作用力