变化求解。此方法既适用于匀强电场,也适用于非匀强电场。【特别提醒】带电体在匀强电场中的直线运动问题的分析方法
f带电体在电场中运动的分析方法
1与力学的分析方法基本相同:先分析受力情况,再分析运动状态和运动过程平衡、加速或减速;是直线
还是曲线;然后选用恰当的规律解题。
2从功和能的角度分析:带电体的加速含偏转过程中速度大小的变化过程是其他形式的能和动能之间的转
化过程。解决这类问题,可以用动能定理或能量守恒定律。
【典型例题】如图,一充电后的平行板电容器的两极板相距l。在正极板附近有一质量为M、电荷量为qq
>0的粒子;在负极板附近有另一质量为m、电荷量为-q的粒子。在电场力的作用下,两粒子同时从静止
开始运动。已知两粒子同时经过一平行于正极板且与其相距25l的平面。若两粒子间相互作用力可忽略,不
计重力,则M∶m为
A.3∶2C.5∶2【审题指导】
B.2∶1
D.3∶1
【答案】A【解析】设极板间电场强度为E,两粒子的运动时间相同,对M,由牛顿第二定律有:qE=MaM,由运动学公式得:25l=12aMt2;
f对m,由牛顿第二定律有qE=mam根据运动学公式得:35l=12amt2由以上几式解之得:Mm=32,故A正确。★重难点三、带电粒子在匀强电场中的偏转★1.基本规律设粒子带电荷量为q,质量为m,两平行金属板间的电压为U,板长为l,板间距离为d忽略重力影响则有1加速度:a=mF=qmE=qmUd。2在电场中的运动时间:t=vl0。
vx=v03速度vy=at=mqvU0ld
v=vx2+vy2,ta
θ=vvyx=mqvU02ld。
l=v0t4位移y=12at2=2qmUv0l22d
2.两个结论1不同的带电粒子从静止开始经过同一电场加速后再从同一偏转电场射出时的偏转角度总是相同的。证明:由qU0=12mv02及ta
φ=mqvU02ld得ta
φ=2UU0ld。2粒子经电场偏转后,合速度的反向延长线与初速度延长线的交点O为粒子水平位移的中点,即O到电场边缘的距离为2l。3.带电粒子在匀强电场中偏转的功能关系当讨论带电粒子的末速度v时也可以从能量的角度进行求解:qUy=12mv2-12mv02,其中Uy=Udy,指初、末位置间的电势差。【特别提醒】带电粒子在电场中运动问题的两种求解思路1运动学与动力学观点:①运动学观点是指用匀变速运动的公式来解决实际问题,一般有两种情况:a.带电粒子初速度方向与电场线共线,则粒子做匀变速直线运动;b.带电粒子的初速度方向垂直电场线,则粒子做匀变速曲线运动类平抛运动。
f②当带电粒子在电场中做匀变速曲线运动时,一般要采取类似平抛运动的解决方法。r