2.带电粒子沿电场线方向进入匀强电场后,由于电场力方向与粒子的运动方向在   ,且电场力是恒力,所以带电粒子只能做    。分析此类问题时,一般有两条途径:(1) 用牛顿运动定律和运动学公式(一般是在匀强电场中);(2)用动能定理(在非匀强电场中上述方法是最佳选择)。

[范例精析]

例2  一个电子以4.0×107m/s的初速度沿电场线方向射入电场强度为2.5×104N/C的匀强电场中,问:这个电子在电场中能前进多远?用的时间是多少?这段距离上的电势差是多少?

解析 电子在电场中作匀变速直线运动,由牛顿第二定律得电子的加速度

a=eE/m                      ①

电子在电场中前进的时间t=υ0/a                   ②

电子在电场中前进的距离s=at2/2                   ③

由①②③解得s=0.182m,t=9.1×10-9s

这段距离上的电势差U=Es=4.55×103V。

拓展 请用动能定理重解一下。

例3 如图1-8-1所示,水平放置的A、B两平行板相距h,

上板A带正电,现有质量为m、带电量为+q的小球在B板下方

距离B板为H处,以初速υ0竖直向上从B板小孔进入板间电场,

欲使小球刚好打到A板,A、B间电势差为多少?

解析 对小球运动的全过程根据动能定理列式

-mg(H+h)-qUAB=0-mυ02/2

UAB=m[υ02-2g(H+h)]/(2q)

拓展 试用牛顿运动定律和运动学公式重解一下.

例4 如图1-8-2所示,在点电荷+Q的电场中有A、B两点,将质子和α粒子分别从A点由静止释放,到达B点时,它们的速度大小之比是多少?

解析 质子和α粒子都带正电,从A点释放后都将受电场力作用加速运动到B点.设A、B两点间的电势差为U由动能定理

对质子:mHυH2/2=qHU                 

   对α粒子:mαυα2/2=qαU

所以,

拓展 点电荷+Q的电场是非匀强电场,带电粒子在A、B间的运动不是匀加速运动,不可能直接通过力和加速度的途径求解该题。注意到电场力做功WAB=qUAB这一关系对匀强电场和非匀强电场都适用后,可直接从能量的观点入手由动能定理来求解该题。试问质子和α粒子在A、B间任一点处的加速度之比是多少?

[能力训练]

 0  371733  371741  371747  371751  371757  371759  371763  371769  371771  371777  371783  371787  371789  371793  371799  371801  371807  371811  371813  371817  371819  371823  371825  371827  371828  371829  371831  371832  371833  371835  371837  371841  371843  371847  371849  371853  371859  371861  371867  371871  371873  371877  371883  371889  371891  371897  371901  371903  371909  371913  371919  371927  447090 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网