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  带电粒子在电场中的平衡:
条件 F= 0

分析方法:明确研究对象,受力分析
  带电粒子在电场中的加速、减速:
条件:F≠0且v0 = 0或v0F合方向平行

分析方法:明确对象,受力分析,再分析运动过程,选择恰当的规律解
题(功能观点分析建立方程,若只有电功力做功则qU = mv2- mv02)
  带电粒子在电场中的偏转:
条件:F≠0且Fv0不共线

分析方法:用运动的合成与分解的方法分析(只要求Fv0

  1. 带电粒子的重力是否考虑的问题

  (1) 基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等,除有说明或有明确的暗示以外一般都忽略不计.
  (2) 带电颗粒:如尘埃、液滴、小球等,除有说明或有明确的暗示以外都不能忽略.

  2. 带电粒子在匀强电场中的偏转问题

  (1) 若带电粒子仅受电场力的作用以初速度v0垂直进入匀强电场,则作类平抛运动. 分析时一般都是分解为两个方向的分运动来处理.

 

  (2) 若带电微粒除受电场力作用外,还受到重力或其他恒力作用,则同样要分解成两个不同方向的简单的直线运动来处理.

难点突破:

  带电粒子在电场运动问题,实质上就是一个力学知识的应用问题,因此在解决这个问题时要对粒子运动情况、受力情况进行分析,然后确定运用哪一种力学规律进行解题

例题1-20 一束质量为m,带电量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场,如图1-67所示,如果两极板间电压为U,两极板间的距离为d,板长为L,设粒子束不会击中极板,则粒子从刚进入电场到飞出极板时电势能的变化量为_____.(粒子的重力忽略不计)(2001年,上海)
                   

例题1-21 如图1-68甲所示,AB为水平放置的平行金属板,板间距离为dd远小于板的长和宽). 在两板之间有一带负电的质点P. 已知若在AB间加电压U0,则质点P可以静止平衡. 现在AB间加上如图1-68乙所示的随时间t变化的电压U. 在t = 0时质点P位于AB间的中点处且初速度为零. 已知质点P能在AB之间以最大的幅度上下运动而不与两板相碰,求图乙中U改变的各时刻t1t2t3tn的表达式.(质点开始从中点上升到最高点,及以后每次从最高点到最低点或从最低点到最高点的过程中,电压只改变一次.)(2002年,全国)
       

  

例题1-22 如图1-69所示,在水平方向的匀强电场中,
     有一带电体PO点竖直向上射出,它的初动
     能为4 J,当它上升到最高点M时,它的动能
     为5 J,则物体折回通过与O在同一水平线上
     的O′点时,其总动能为多大?

 

 

例题1-23 如图1-70所示是静电分选器的原理示意图,将磷酸盐和石英的混合题粒由传送带送至两个竖直的带电平行板上方、颗粒经漏斗从电场区域中央处开始下落,经分选后的题粒分别装入AB桶中. 混合颗粒离开漏斗进入电场时磷酸盐颗粒带正电,石英颗粒带负电,所有颗粒所带电量与质量之比均为10-5 C/kg. 若已知两板间的距离为10 cm,两板的竖直高度为50 cm. 设颗粒进入电场时的初速度为零,颗粒间的相互作用不计. 如果要求两种颗粒离开两极板间的电场区域时有最大的偏转量且又恰好不接触到极板.




    (1) 两极板间所加的电压应多大?
    (2) 若带电平行板的下端距AB桶底的高度为H=1.3 m,求颗粒落至桶底时速度的大小.

 


 

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