《带电粒子在电场中的运动（粤教沪版）ppt培训课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《带电粒子在电场中的运动（粤教沪版）ppt培训课件（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、带电粒子在电场中的运动(二),物体在竖直平面内做圆周运动的在最高点：,没有东西支撑时：,有东西支撑时：,那么带电粒子在匀强电场中的竖直平面内做圆周运动时，最高点、最低点在哪及最高点的最小 速度又是多少呢,？,例：（2005年黄冈一模）在竖直平面内有水平向右、场强为E=1x104 N / C的匀强电场。在匀强电场中有一根长L=2m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为0.04kg的带电小球，它静止A点时悬线与竖直方向成370角，如图，若小球恰绕O点在竖直平面内做圆周运动（取sin 370 =0.6，cos 370 =0.8） 试求：（1）小球的带电量（2）小球动能的最小值,例：（2005年
2、黄冈一模）在竖直平面内有水平向右、场强为E=1x104 N / C的匀强电场。在匀强电场中有一根长L=2m的绝缘细线，一端固定在O点，另一端系一质量为0.04kg的带电小球，它静止A点时悬线与竖直方向成370角，如图，若小球恰绕O点在竖直平面内做圆周运动（取sin 370 =0.6，cos 370 =0.8） 试求：（1）小球的带电量（2）小球动能的最小值,解：（1）当小球静止于A点时,对小球受力如图由三角形知识得：qE=mgtan 370 所以得到：q=mgtan 370 /E 代入数据得：q=3x10-5C,G,F合,F,（2）若小球恰绕O点在竖直平面内做圆周运动 则A点过圆心的对称点B点
3、动能最小，此时重力与电场力的合力提供向心力,小结：用等效法处理带电体在重力场与电场中的运动,1、题目类型：带电粒子受到恒定重力与恒定电场力及一个变化的拉力 2、特点：电场力与重力做功都与路径无关，拉力不做功 3、处理：重力场与电场的叠加场视为一个“等效重力场”“等效重力”为重力与电场力的合力 G“等效重力加速度” g= G/m“关键”最高点与最低点的确定 4、优点：将非理想模型转化为理想模型将复杂问题变为简单问题,练习（2005广州）如图在水平向右的匀强电场中，有一质量为m 、带正电的小球，用长为L绝缘细线悬挂于O点。当小球静止时细线与竖直方向夹角为.现给小球一个垂直于悬线的初速度,使小球恰能
4、在竖直平面内做圆周运动， 试问：（1）小球在做圆周运动的过程中在哪一位置速度最小？速度最小值多大？ （2）小球在B点的初速度多大？,解： （1）根据题意知,小球在做圆周运动的过程中受重力与电场力为恒力，故把重力与电场力的合力叫作等效重力 即D在B点 G =mg/cos ，等效重力加速度g= g/ cos 则B点过圆心的对称点A点速度最小 在A点有，（2）小球由A运动到B的过程，根据能量守恒定律有,例：一个带负电的小球，质量为M、电荷量为q。在一个如图所示的平行板电容器的右侧板边被竖直上抛，最后落在电容器左侧边同一高度处，若电容器极板是竖直放置，两板间距离为d，板间电压为U，求电荷能达到的最大高
5、度及抛出时的初速度。,解：小球在竖方向做竖直上抛运动 则最大高度在水平方向上做初速度为0的匀加速运动,小结：等效法（一个曲线运动等效于两个直线运动）或者正交分解法处理带电粒子的复杂运动 1、特点：带电粒子在匀强电场中受到恒定的电场力和恒定重力 2、处理方法：将复杂运动分解为两个互相正交的比较简单的直线运动（一个曲线运动等效于两个直线运动） 3、优点：将非理想模型转化为理想模型将复杂问题变为简单问题,练习： （2005年北京）真空中存在空间范围足够大的，水平向右的匀强电场。在电场中，若将一个质量为m，带正电的小球由静止释放，运动中小球的速度与竖直方向夹角为370，现将该小球从电场中某点以初速度v
6、0竖直向上抛出。求运动过程中（取sin 370 =0.6，cos 370 =0.8） （1）小球受到电场力的大小及方向 （2）小球从抛出点至最高点的电势能变化量,解：（1）根据题意知，小球由静止释放，故小球速度方向即为合力的方向 由三角形知识得，电场力大小 F=mgtan 370=0.75mg 电场力方向 水平向右 （2）将小球从电场中某点以初速度向上抛出 小球在竖直方向做竖直上抛运动 vy =v0-g t 小球在水平方向做初速度为0的匀加速运动，加速度为ax， 由牛顿第二定律得 F=m ax， 此过程中SX= ax t2 / 2 电场力做功 W=F SX 小球上升到最高点的过程中，电势能减少
7、为电场力所做功,练习：如图3-2-12所示，在水平向右的匀强电场中的A点，有一个质量为m，带电量为-q的油滴以速度v竖直向上运动已知当油滴经过最高点B时，速度大小也为v求：场强E的大小及A、B两点间的电势差,根据分运动与合运动的等时性以及匀变速直线运动平均速度公式有： 即H=x由动能定理： Eqx-mgH=0再由动能定理： qUAB-mgH=0,练习：如图3-2-11所示，在竖直平面内，有一半径为R的绝缘的光滑圆环，圆环处于场强大小为E，方向水平向右的匀强电场中，圆环上的A、C两点处于同一水平面上，B、D分别为圆环的最高点和最低点M为圆环上的一点，MOA=45环上穿着一个质量为m，带电量为+q的小球，它正在圆环上做圆周运动，已知电场力大小qE等于重力的大小mg，且小球经过M点时球与环之间的相互作用力为零试确定小球经过A、B、C、D点时的动能各是多少？,根据牛顿第二定律当小球从M点运动到A点的过程中，电场力和重力做功分别为根据动能定理得：,同理：,课堂小结： 带电粒子在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力，因此处理方法有两种：1、等效“重力”法，将重力与电场力进行合成，则合力为“等效重力”2、正交分解法（一个曲线运动等效两个直线运动），将复杂运动分解为两个互相正交的比较简单的直线运动,
