高三物理研究带电粒子在电场中运动的两条主线教案
加入VIP免费下载

高三物理研究带电粒子在电场中运动的两条主线教案

ID:68863

大小:8.78 KB

页数:5页

时间:2012-04-20

温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,天天资源网负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。
网站客服:403074932
资料简介
研究带电粒子在电场中运动的两条主线 上一讲我们从电场的性质及电场对电荷的作用的角度,讨论了带电粒子在电场中运动的问题,我们看到,带电粒子在电场中的运动问题,是一个综合了电场力、电势能的力学问题,研究的方法与质点的动力学相同,它同样遵循运动的合成与分解、力的独立作用原理、牛顿运动定律、动量定理、动能定理、能量守恒原理等.从力学本质出发,研究带电粒子在电场中的运动,主要有以下两条主线:www.ks5u.com       一、力和运动的关系 牛顿第二定律是联系力和运动关系的核心,运用牛顿第二定律研究带电粒子在电场中运动的问题,首先要进行正确的受力分析,把包括电场力在内的带电粒子受到的所有的力,用正确的受力分析图表达出来,通过正交分解等数学操作后,建立牛顿第二定律方程,求解物体运动的加速度,确定粒子运动的性质.如果带电粒子作匀变速直线运动,则可进一步通过运动学公式,确定带电粒子的速度、位移等.  例1:在光滑水平面上有一质量m=1.0×10-3kg、电量q=1.0×0-10C的带正电小球,静止在o点.以O点为原点,在该水平面内建立直角坐标系Oxy,现突然加一沿x轴正方向、场强大小E=2.0×106V/m匀强电场,使小球开始运动,经过1.0s,所加电场突然变为沿y轴正方向,场强大小仍为E=2.0×106V/m的匀强电场.再经过1.0s,所加电场又突然变为另一个匀强电场,使小球在此电场作用下经1.0s速度变为零.求此电场的方向及速度为零时小球的位置。                二、功和能的关系 静电场力对带电粒子所做的功,引起带电粒子的能量变化有非常典型的特征.如果带电粒子仅受电场力作用,则运动过程中,带电粒子的动能和电势能之间相互转化,总量守恒不变;如果带电粒子受电场力作用之外,还受重力、弹簧弹力等,但不受摩擦力做功,带电粒子的电势能和机械能的总和守恒;更为一般的情况,除了电场力做功外,还有重力、摩擦力做功,则需要用一般的能量转化和守恒关系来建立方程求解.    1.非均匀电场中带电粒子运动时的受力图景与能量图景www.ks5u.com 例2:A、B两带电小球,A固定不动,B的质量为m,在库仑力作用下,B由静止开始运动.已知初始时,A、B间的距离为d,B的加速度为a.经过一段时间后,B的加速度为a/4,此时A、B间的距离应为        。已知此时B的速度为v,则在此过程电势能的减少量为            。        例3:如图中所示,直角三角形ABC的斜边倾角为30°,底边BC长2L,处在水平位置,斜边AC是光滑绝缘的,在底边中点O处放置一正电荷Q.一个质量为m、电量为q的带负电的质点从斜面顶端A沿斜边滑下,滑到斜边的垂足D时的速度为V. (将(1)、(2)题正确选项前的标号填在题后括号  内) (1)、在 质点的运动中不发生变化的是(    ). ①动能    ②电势能与重力势能之和 ③动能与重力势能之和 ④动能、电势能、重力势能三者之和 A、①②    B、②③    C、④    D、② (2)、质点的运动是(    ). A、匀加速运动        B、匀减速运动 C、先匀加速后匀减速的运动    D、加速度随时间变化的运动 (3)、该质点滑到非常接近斜边底端C点时速率Vc为多少?沿斜面向下的加速度ac为多少?              2.匀强电场中带电粒子运动时的受力图景与能量图景 例4:静止在太空中的飞行器上,有一种装置,它利用电场加速带电粒子,形成向外发射的高速粒子流,从而对飞行器产生反冲力,使其获得加速度.已知飞行器质量为M,发射的是2价氧离子,发射离子的功率恒为P,加速的电压为U,每个氧离子的质量为m.单位电荷的电量为e.不计发射氧离子后飞行器质量的变化,求: (1)、射出的氧离子的速度, (2)、每秒钟射出的氧离子数. (3)、射出离子后飞行器开始运动时的加速度.              例5:三块相同的金属平板A、B,D自上而下水平放置,间距分别为h和d,如图所示.A、B两板中心开孔,在A板的开孔上搁有一金属容器P,与A板接触良好,其内盛有导电液体.A板通过闭合的电键S与电动势为U0的电池的正极相连.B板与电池的负极相连并接地.容器P内的液体在底部小孔O处形成质量为m,带电量为q的液滴后自由下落,穿过B板的开孔O,落在D板上,其电荷被D板吸附,液体随即蒸发,接着容器底部又形成相同的液滴自由下落,如此继续.设整个装置放在真空中. (1)、第一个液滴到达D板时的速度为多少? (2)、D板最终可达到多高的电势? (3)、设液滴的电量是A板所带电量的a倍(a=0.02),A板与B板构成的电容器的电容为C=5×10-12F,U0=1000V,m=0.02g,h=d=5cm.试计算D板最终的电势值.(g=10m/s2) (4)、如果电键S不是始终闭合,而只是在第一个液滴形成前闭合一下,随即打开,其他条件下(3)上同.在这种情况下,D板最终可达到的电势值为多少?说明理由.                              

10000+的老师在这里下载备课资料