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微专题4带电粒子在电场(复合场)中的运动
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[学习目标要求]
1.会应用运动和力、功和能的关系分析带电粒子在复
合场中的直线运动问题。2会应用运动和力、功和能的关系分析带电粒
子在复合场中的类平抛运动问题。3学会分析带电粒子在交变电场中的
运动。
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关键能力合作探究
课堂检测巩固演练
课时作业素养达标
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关键能力
合作探究
类型1带电粒子在电场(复合场)中的直线运动
探究归纳
1.带电体直线运动三种类型
(1)匀速直线运动:带电粒子受到的合外力一定等于零,即所受到的静
电力与其他力平衡。
(2)勻加速直线运动:带电粒子受到的合外力与其初速度方向相同。
(3)勻减速直线运动:带电粒子受到的合外力与其初速度方向相反。
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2.讨论带电体在电场中做直线运动(加速或减速)的方法
(1)力和加速度方法一一牛顿运动定律、匀变速直线运动公式。
(2)功和能方法一一动能定理。
(3)能量方法一一能量守恒定律。
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典例1
如图所示,水平放置的平行板电容器的两极板M、N接上直
流电源,两极板间的距离为=15cm。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×
10-14C、质量m=3.0×10-9kg。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=6×105V。(不计空气阻力,取g=10
m/s2)
M
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(1)两极板间的电场强度E的大小为多少?
[答案]
(1)4×106V/m
解析]()由匀强电场的场强与电势差的关系式可得,两极板间的
电场强度为E=号=4×10Vm。
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(2)设平行板电容器的电容C=4.0×10-12F,则该电容器所带电荷量Q
是多少?
[答案]
(2)2.4×10-6C
[解析](2)该电容器所带电荷量为Q=CU=2.4×10-6C。
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(3)B点在A孔的正上方的高度h是多少?
[答案]
(3)0.55m
[解析](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+)一qU=0
则B点在A孔正上方的高度是
h=9W_1=3.5×104X6X10
-l三
3.0×109×10
m-15×102m=0.55m。
mg
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针对训练
1.如图所示,水平放置的A、B两平行板
相距h,上板A带正电,现有质量为m、带电荷量
B
为+q的小球在B板下方距离B板H处,以初速度o
竖直向上从B板小孔进入板间电场。
(1)带电小球在板间做何种运动?
答案:(1)做勻减速直线运动
解析:(1)带电小球在电场外只受重力的作用做勻减速直线运动,在电
场中受重力和静电力作用做勻减速直线运动。