带电粒子在电场中圆周运动1课件.ppt

1、 1、通过对 教材的整合，知识的梳理，首先掌握基本概念，在此基础上构建知识网络，基本概念包括电场强度，电场线，电势能，电势差，等势面，基本规律主要包括直线运动和牛顿第二定律的结合应用，用类平抛运动和 圆周运动知识的处理思想。电学复习 2、加强对几种常见运动模型的研究，注重模型产生的背景 ， 熟悉模型的特征以及规律，建立各种模型和相关知识的链接，同时加强创新题的训练，并且注重进行一题多解、一题多变、多解归一的训练，以提高应试水平做到有备无患。 3、灵活掌握规律的应用，注重解题方法的培养，首先进行受力分析，根据受力情况分析物体的运动状态，找出物体的速度、位移及其变化特点，如出现临界状态，要分析临界

2、条件。要恰当灵活地运用力学三大规律处理问题，对于一些比较复杂的物理问题必要时还要掌握一些特殊的方法，如：类比、等效、建立模型的思维方法。v应用三：带电粒子在电场中的运动。应用三：带电粒子在电场中的运动。v问：带电粒子在电场中的运动形式大致有哪几种？1、平衡：共点力平衡、平衡：共点力平衡2、加速：电场力做功使带电粒子的动能增加或减少，、加速：电场力做功使带电粒子的动能增加或减少，3、偏转：带电粒子以垂直于电场方向飞入电场时，作类平抛、偏转：带电粒子以垂直于电场方向飞入电场时，作类平抛运动。运动。v 运动形式也可以是圆周运动、摆动等，其解题思路与解力学题相似（三条基本途径：牛顿第二定律 ；功能关系

3、 ；动量定理及守恒定律），只是由于电场的参加，要多考虑一个电场力。较典型的应用实列是示波器。v题：题：一条长为一条长为L的轻质细线，上端固定，下的轻质细线，上端固定，下端栓一个质量为端栓一个质量为M的带电量为的带电量为q的小球，将它置的小球，将它置于一水平向右的匀强电场中，场强大小为于一水平向右的匀强电场中，场强大小为E。已知当细线离开竖直位置的偏角为已知当细线离开竖直位置的偏角为时。小球时。小球处于平衡状态，如图示处于平衡状态，如图示aBo1、小球带何种电荷？、小球带何种电荷？2、如果使细线的偏角由、如果使细线的偏角由增大到增大到，然后由静止释放，然后由静止释放，则则应为多大才能使细线应为多

4、大才能使细线 在到达竖直位置时，小球的速在到达竖直位置时，小球的速度刚好为零？度刚好为零？(04年上海年上海:等效单摆等效单摆)3、如果让小球带负电，小球从什么位置静止一释放就、如果让小球带负电，小球从什么位置静止一释放就开始做圆周运动？开始做圆周运动？4、为使小球能在竖直平面内做圆周运动，则必须、为使小球能在竖直平面内做圆周运动，则必须在平衡位置给小球以多大的冲量？在平衡位置给小球以多大的冲量？(类重力场类重力场)5、将小球拉到与、将小球拉到与O点水平位置释放，小球到达什么位点水平位置释放，小球到达什么位置速度最大？其最大速度是多少？置速度最大？其最大速度是多少？(难难)6、将小球拉到与、将

5、小球拉到与O点水平位置释放，能不能到达最低点水平位置释放，能不能到达最低点点B？如能，则到达最低点时，线的拉力多大？如能，则到达最低点时，线的拉力多大？7、将细线变成轻质硬杆或光滑绝缘环，情况又如何？、将细线变成轻质硬杆或光滑绝缘环，情况又如何？例 ：如图所示,矩形区域MNPQ内有水平向右的匀场电场，虚线框外为真空区域；半径为R、内壁光滑、内径很小的绝缘半圆管ADB固定在竖直平面内，直径AB垂直于水平虚线MN，圆心O恰在MN的中点，半圆管的一半处于电场中。一质量为m，可视为支点的带正电小球从半圆管的A点由静止开始滑入管内，小球从B点穿出后，能够通过B点正下方的C点。重力加速度为g,小球在C点处

6、的加速度为5 g/3，求：(1)小球在B点时，对半圆轨道的压力大小； （2）虚线框MNPQ的高度和宽度满足的条件。解 （1）由于小球在C处的加速度大于g，所以C点必在电场中。在C点，小球受到相互垂直的重力mg和电场力F作用，)3/5(222gmFgm221)2(BmvFRRmgRmvmgNB/234gRvB3/7mgN 由牛顿第二定律有解得F=4mg/3。小球从A到 B的过程中，由功能关系有在B点，由牛顿第二定律有解得圆轨对小球的支持力为N=7mg/3由牛顿第三定律，小球对圆轨道的压力大小为（2）小球从B到C的过程中：在竖直方向做自由落体运动，设B、C间的距离为y;在水平方向先向左做匀减速运动

7、，当水平速度减为零时，向左的水平位移达到最大值x,此后向右做匀加速运动。由于水平方向受到的力恒定，因此减速段与加速段经历的时间相同，水平初速与水平末速等大反向，设减速段时间为t)(0BmvFtgRt432/3)2(212Rtgy2/21RtvxBRx RL22/5RyRH在水平方向，由动量定理有解得由运动学公式有故宽度满足的条件为虚线框MNPQ的宽度满足的条件为因 如右图所示，一带正电的小球，系于长为 的不可伸长的轻线一端，线的另一端固定在O点，他们处在匀强电场中，电场的方向水平向右 ，场强的大小为E，已知电场对小球的作用力的大小等于小球的重力。 现先把小球拉到图中的 处，使细线拉直，并与场强

8、方向平行，然后由静止释放小球，已知小球在经过最低点的瞬间，因受线的拉力作用，其速度的竖直分量突变为零，水平分量没有变化，则小球到达与点 等高的点 时速度的大小为A. B. C. D.0l1P1Pglgl2gl22P37、一匀强电场，场强方向是水平的（如右图），一个质量为m 的带电小球，从O点出发，初速度的大小为 ，在电场力与重力的作用下,恰能沿与场强反方向成角的直线运动。求小球运动到最高点时电势能与在O点的电势能之差。0v如下图所示，带正电的小球质量为 ，带电量为至于光滑绝缘水平面上的A点，当空间存在着斜向上的匀强电场时，该小球从静止开始始终沿水平面做匀速直线运动，当运动到B点时，测得其速度

9、，此时小球的位移为S=0.15m.求次匀强电场E的取值范围。kgm1101Cq610smvm/5 . 1某同学求解如下：设电场方向与水平面之间夹角为，由动能定理得由题意可知0,所以当 时，小球将始终沿水平面做匀加速直线运动经检查，计算无误，该同学所得结论是否有不完善之处？ 若有请予以补充。021cos2BmvqESmVqsmvEB/cos7500cos22mVE/105 . 74一质量为 ，电量为 的带正电质点，以 的速度垂直于电场方向从a点进入匀强电场区域，并从b点离开电场区域。离开电场时的速度为 。由此可知，电场中a、b两点间的电势差 _ V; 带电质点离开电场时，速度在电场方向的分量为_m/s.不考虑重力作用。baUUsm/100 . 54sm/100 . 44Kg15100 . 4C9100 .2 如图所示在光滑水平面上的O点系一长为 的绝缘细线，线的另一端系一质量为m、带电量为q的小球。当沿细线方向加上场强为E的匀强电场后，小球处于平衡状态。现给小球一垂直于细线的初速度 使小球在水平面上开始运动。若 很小，则小球第一次回到平衡位置所需时间为_.0v0vl