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1、带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动你现在浏览的是第一页，共23页1.带电粒子在电场中的直线运动 (2009安徽)在光滑的绝缘水平面上，有一个正方形的abcd，顶点a、c处分别固定一个正点电荷，电荷量相等，如图653所示若将一个带负电的粒子置于b点，自由释放，粒子将沿着对角线bd往复运动粒子从b点运动到d点的过程中()A先做匀加速运动，后做匀减速运动B先从高电势到低电势，后从低电势到高电势C电势能与机械能之和先增大，后减小D电势能先减小，后增大 图图653你现在浏览的是第二页，共23页 解解析析：由由于于负负电电荷荷受受到到的的电电场场力力是是变变力力，加加速速度度是是变变化化的的所所
2、以以A错错；由由等等量量正正电电荷荷的的电电场场分分布布知知道道，在在两两电电荷荷连连线线的的中中垂垂线线O点点的的电电势势最最高高，所所以以从从b到到a，电电势势是是先先增增大大后后减减小小，故故B错错；由由于于只只有有电电场场力力做做功功，所所以以只只有有电电势势能能与与动动能能的的相相互互转转化化，故故电电势势能能与与机机械械能能的的和和守守恒恒，C错错；由由b到到O电电场场力力做做正正功功，电电势势能能减减小小，由由O到到d电电场场力力做做负负功功，电势能增加，电势能增加，D对对你现在浏览的是第三页，共23页 点点评评：考考查查了了电电场场、电电势势以以及及电电场场力力做做功功和和电电
3、势势能能变变化化的的关关系系；受受力力分分析析，运运动动性性质质的的判判断断你现在浏览的是第四页，共23页2.带电粒子在电场中的曲线运动 (2009安徽)如图654所示，匀强电场方向沿x轴的正方向，场强为E.在A(d,0)点有一个静止的中性微粒，由于内部作用，某一时刻突然分裂成两个质量均为m的带电微粒，其中电荷量为q的微粒1沿y轴负方向运动，经过一段时间到达(0，-d)点不计重力和分裂后两微粒间的作用试求：图图654你现在浏览的是第五页，共23页 (1)分裂时两个微粒各自的速度；分裂时两个微粒各自的速度；(2)当当微微粒粒1到到达达(0，d)点点时时，电电场场力力对对微微粒粒1做做功的瞬时功率
4、；功的瞬时功率；(3)当当微微粒粒1到到达达(0，d)点点时时，两两微微粒粒时时的的距距离离你现在浏览的是第六页，共23页你现在浏览的是第七页，共23页你现在浏览的是第八页，共23页你现在浏览的是第九页，共23页 （2007海南）一平行板电容器中存在匀强电场，电场沿竖直方向.两个比荷（即粒子的电荷量与质量之比）不同的带正电的粒子a和b，从电容器边缘的P点（如图6-5-6）以相同的水平速度射入两平行板之间.测得a和b与电容极板的撞击点到入射点之间的水平距离之比为12.若不计重力，则a和b的比荷之比是（）A.12 B.18 C.21 D.4110图图656你现在浏览的是第十页，共23页 两带电粒子
5、都做类平抛运动，水平方向匀速运动，有x=vt，竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动，有 电荷在电场中受的力为F=Eq，根据牛顿第二定律有F=ma，整理得 因为两粒子在同一电场中运动，E相同，初速度相同，侧位移相同，故比荷与水平位移的平方成反比.所以比荷之比为41，D正确.你现在浏览的是第十一页，共23页 3.带电粒子在复合场中的运动 如图6-5-7所示，一条长为L的绝缘细线上端固定，下端拴一质量为m的带电小球，将它置于水平方向的匀强电场中，场强为E，已知当细线与竖直方向的夹角为时，小球处于平衡位置A点，问在平衡位置以多大的速度vA释放小球，刚能使之在电场中做竖直平面内的完整圆周运动？12图图6
6、57你现在浏览的是第十二页，共23页 小球受重力mg、电场力Eq、线的拉力T作用.简化处理，将复合场（重力场和电场）等效为重力场，小球在等效重力场中所受重力为mg，由图有：你现在浏览的是第十三页，共23页小球在A点处于平衡状态，若小球在A点以速度vA开始绕O点在竖直平面内做圆周运动，若能通过延长线上的B点（等效最高点）就能做完整的圆周运动，在B点根据向心力公式得：你现在浏览的是第十四页，共23页T0为临界条件，所以又因只有重力、电场力对小球做功，由动能定理得：由以上两式解得：你现在浏览的是第十五页，共23页 在光滑绝缘的水平面上有一长为l的绝缘细线，细线一端系在O点，另一端系一质量为m、带电量
7、为+q的小球.沿细线方向存在场强为E的匀强电场，此时小球处于平衡状态，如图6-5-8所示.图图658你现在浏览的是第十六页，共23页现给小球一垂直于细线的很小的初速度v0，使小球在水平面上开始运动，则小球能获得的最大电势能为 ；小球第一次到达电势能最大的位置所需的时间为 .你现在浏览的是第十七页，共23页 电场力类似重力，电势能类似重力势能.小球在电场中做类似单摆的简谐运动，达到最大摆角时，电势能等于初动能，即 运动中等效的重力加速度为故简谐运动的周期为小球运动的时间为你现在浏览的是第十八页，共23页 易易错错题题：在在真真空空中中上上、下下两两个个区区域域均均为为竖竖直直向向下下的的匀匀强强
8、电电场场，其其电电场场线线分分布布如如图图658所所示示，有有一一带带负负电电的的微微粒粒，从从上上边边区区域域沿沿一一条条电电场场线线以以速速度度v0匀匀速速下下落落，并并进进入入下下边边区区域域(该该区区域域的的电电场场足足够够广广)，在在如如图图所所示示的的速速度度时时间间图图象象中中，符符合合粒子在电场内运动情况的是粒子在电场内运动情况的是()图图658你现在浏览的是第十九页，共23页你现在浏览的是第二十页，共23页 错解：错解：A 错错解解分分析析：产产生生错错误误的的原原因因是是只只关关注注到到了了运运动动过过程程中中速速度度大大小小的的变变化化，没没有有注注意意到到速速度度的的矢
9、矢量量性性此此外外，不不能能够够建建立立起起等等效效模模型型从从而而进进行行正正确确地地根根据据受受力力判判断断运运动动特特征征，也也是是引引起起错错误误的的原因之一原因之一你现在浏览的是第二十一页，共23页 正正解解：带带负负电电的的微微粒粒，从从上上边边区区域域沿沿一一条条电电场场线线以以速速度度v0匀匀速速下下落落，进进入入下下边边区区域域后后，由由于于电电场场强强度度变变大大，因因此此所所受受电电场场力力也也变变大大，因因此此微微粒粒开开始始做做向向下下的的减减速速运运动动，等等到到速速度度为为零零后后，又又会会向向上上加加速速，由由于于过过程程的的对对称称性性，等等到到它它到到达达区
10、区域域分分界界线线时时，速速度度大大小小又又达达到到了了v0，此此后后进进入入上上半半部部电电场场，受受力力特特征征依依然然平平衡衡因因此此，速度图象应该为速度图象应该为C.你现在浏览的是第二十二页，共23页 点点评评：解解决决带带电电粒粒子子在在电电场场中中做做直直线线运运动动的的问问题题，一一定定要要进进行行认认真真的的受受力力分分析析和和模模型型等等效效，因因为为实实际际上上所所谓谓的的电电学学问问题题的的本本质质还还是是运运动动问问题题，只只不不过过是是在在电电场场力力作作用用下下的的运运动动，所所以以根根本本还还是是要要求求对对运运动动学学知知识识的的熟熟悉悉，对运动特征的全面掌握对运动特征的全面掌握你现在浏览的是第二十三页，共23页