带电粒子在电场中的运动知识点总结
带电粒子在电场中的运动
Eq mg -------
二、带电粒子在电场中的加速
⑴带电粒子在匀强电场中的加速
在真空中的一对平行金属 板，板间距为d,两板间加电 压为U，一正电荷电量为q,质 量为m.静止在正极板处，求 离开电场时的速度V2。
处理方法：
+
a.用运动和力的观点
U
b.用功和能观点
V
-
１、动力学方法：
由牛顿第二定律：
U
m
例与练下列粒子从初速度为零的状态经加
速电压为U的电场后，哪种粒子速度最
大 （ A ） 哪种粒子动能最大（ C ）
A、质子 B、氘核 C、氦核 D、钠离子
Ek
1 2
mv2
qU
与电量成正比
v 2qU m
与比荷平方 根成正比
例与练
2、如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块
平行金属板，质量为m、电量为+q的带电粒子，
以极小的初速度由小孔进入电场，当M、N间电
压为U时，粒子到达N板的速度为v，如果要使这
个带电粒子到达N板的速度为2v ，则下述方法能
满足要求的是B（ ）
A、使M、N间电压增加为2U
Md N
B、使M、N间电压增加为4U
C、使M、N间电压不变，距离减半 D、使M、N间电压不变，距离加倍
+
v 2qU m
a F qE qU m m md
由运动学公式：只适用于 A d B
v2 0 2ad v 2ad v 2qU
m
匀强电场
2qU m
初速度不 为零呢？
E +F v
U
2、动能定理：
由动能定理： W 1 mv2 0
2
又W qU
带电粒子在电场中的运动
带电粒子在电场中的运动[同步导学]1．带电粒子的加速(1)动力学分析：带电粒子沿与电场线平行方向进入电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做加(减)速直线运动，如果是匀强电场，则做匀加(减)速运动．(2)功能关系分析：粒子只受电场力作用，动能变化量等于电势能的变化量． 221qU mv=(初速度为零)；222121qU mv mv-=此式适用于一切电场．2．带电粒子的偏转(1)动力学分析：带电粒子以速度v 0垂直于电场线方向飞入两带电平行板产生的匀强电场中，受到恒定的与初速度方向成900角的电场力作用而做匀变速曲线运动 (类平抛运动)．(2)运动的分析方法(看成类平抛运动)： ①沿初速度方向做速度为v 0的匀速直线运动． ②沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动．例1如图1—8—1所示，两板间电势差为U ，相距为d ，板长为L ．—正离子q 以平行于极板的速度v 0射入电场中，在电场中受到电场力而发生偏转，则电荷的偏转距离y 和偏转角θ为多少?解析：电荷在竖直方向做匀加速直线运动，受到的力F ＝Eq ＝Uq/d由牛顿第二定律，加速度a = F/m = Uq/md水平方向做匀速运动，由L = v 0t 得t = L/ v 0 由运动学公式221ats =可得：Udmv qLL mdUq y 2222)v (21=⋅=带电离子在离开电场时，竖直方向的分速度：v ⊥dmv qUL at 0==离子离开偏转电场时的偏转角度θ可由下式确定：dmv qUL v v 20Ítan ==θ电荷射出电场时的速度的反向延长线交两板中心水平线上的位置确定：如图所示，设交点P 到右端Q 的距离为x ，则由几何关系得：x y /tan =θ21/2/tan 20202===∴dmv qLU d mv U qL y x θ点评：电荷好像是从水平线OQ 中点沿直线射出一样， 注意此结论在处理问题时应用很方便． 3．示波管的原理(1)构造及功能如图l —8—2所示 ①电子枪：发射并加速电子． ②偏转电极YY ，：使电子束竖直偏转(加信号电压) XX ，：使电子束水平偏转(加扫描电压)． ③荧光屏．(2)工作原理(如图1—8—2所示)偏转电极XX ，和YY ，不加电压，电子打到屏幕中心；若电压只加XX ，，只有X 方向偏；若电压只加YY ，，只有y 方向偏；若XX ，加扫描电压，YY ，加信号电压，屏上会出现随信号而变化的图象．4．在带电粒子的加速或偏转的问题中，何时考虑粒子的重力?何时不计重力? 一般来说：(1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等除有特别说明或有明确暗示以外，一般都不考虑重力(但不忽略质量)．(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有特别说明或有明显暗示以外，一般都不能忽略重力． 5．易错易混点带电粒子在电场中发生偏转，—定要区分开位移的方向与速度的方向，它们各自偏角的正切分别为：xy =αtan ，xy v v =βtan ，切不可混淆6．带电粒子在电场中的运动(1)带电粒子在电场中的运动由粒子的初始状态和受力情况决定．在非匀强电场中，带电粒子受到的电场力是变力，解决这类问题可以用动能定理求解．在匀强电场中，带电粒子受到的是恒力，若带电粒子初速度为零或初速度方向平行于电场方向，带电粒子将做匀变速直线运动；若带电粒子初速度方向垂直于电场方向，带电粒子做类平抛运动，根据运动规律求解，(2)带电小球、带电微粒(重力不能忽略)在匀强电场中运动，由于带电小球、带电微粒可视为质点，同时受到重力和电场力的作用，其运动情况由重力和电场力共同决定．又因为重力和电场力都是恒力，其做功特点一样，常将带电质点的运动环境想象成一等效场，等效场的大小和方向由重力场和电场共同决定．例2两平行金属板相距为d ，电势差为U ，一电子质量为m ，电荷量为e ，从O 点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A 点，然后返回，如图1—8—3所示，OA ＝h ，此电子具有的初动能是 ( )A ．U edhB ．edUhC ．dheUD ．deUh解析：电子从O 点到A 点，因受电场力作用，速度逐渐减小，根据题意和图示可知，电子仅受电场力，由能量关系：OAeUmv =2021，又E ＝U ／d ，hd U Eh U OA ==，所以deUh mv =2021 . 故D 正确．点评：应用电场力做功与电势差的关系，结合动能定理即可解答本题． 例3一束质量为m 、电荷量为q 的带电粒子以平行于两极板的速度v 0进入匀强电场，如图1—8—4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)分析：带电粒子在水平方向做匀速直线运动，在竖直方向做匀加速运动．电场力做功导致电势能的改变．解析：水平方向匀速，则运动时间t ＝L/ v 0 ①竖直方向加速，则侧移221aty =②图1—8—4且dmqU a =③由①②③得2022mdvqUL y =则电场力做功2222220222v md LU q mdvqUL dU q y qE W =⋅⋅=⋅=由功能原理得电势能减少了222222vmd L U q例4如图1—8－5所示，离子发生器发射出一束质量为m ，电荷量为q 的离子，从静止经加速电压U 1加速后，获得速度0v ，并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U 2作用后，以速度v 离开电场，已知平行板长为l ，两板间距离为d ，求：①0v 的大小；②离子在偏转电场中运动时间t ；③离子在偏转电场中受到的电场力的大小F ； ④离子在偏转电场中的加速度；⑤离子在离开偏转电场时的横向速度y v ； ⑥离子在离开偏转电场时的速度v 的大小； ⑦离子在离开偏转电场时的横向偏移量y ； ⑧离子离开偏转电场时的偏转角θ的正切值tgθ解析：①不管加速电场是不是匀强电场，W ＝qU 都适用，所以由动能定理得：0121mv qU =mqU v 20=∴②由于偏转电场是匀强电场，所以离子的运动类似平抛运动．即：水平方向为速度为v 0的匀速直线运动，竖直方向为初速度为零的匀加速直线运动．∴在水平方向12qU m lv l t ==③dU E2= F =qE =.dqU 2图1—8－5④mdqU mF a 2==⑤.mUq dl U qU m lmdqU at v y121222=∙==⑥1242222212220U md Uql U qd v v v y+=+=⑦1221222422121dU U l qU m l mdqU aty =∙==（和带电粒子q 、m 无关，只取决于加速电场和偏转电场）解题的一般步骤是：(1)根据题目描述的物理现象和物理过程以及要回答问题，确定出研究对象和过程．并选择出“某个状态”和反映该状态的某些“参量”，写出这些参量间的关系式．(2)依据题目所给的条件，选用有关的物理规律，列出方程或方程组，运用数学工具，对参量间的函数关系进行逻辑推理，得出有关的计算表达式． (3)对表达式中的已知量、未知量进行演绎、讨论，得出正确的结果．[同步检测]1．如图l —8—6所示，电子由静止开始从A 板向B 板运动，当到达B 板时速度为v ，保持两板间电压不变．则 ( )A ．当增大两板间距离时，v 也增大B ．当减小两板间距离时，v 增大C ．当改变两板间距离时，v 不变D ．当增大两板间距离时，电子在两板间运动的时间延长2．如图1—8—7所示，两极板与电源相连接，电子从负极板边缘垂直电场方向射入匀强电场，且恰好从正极板边缘飞出，现在使电子入射速度变为原来的两倍，而电子仍从原位置射入，且仍从正极板边缘飞出，则两极板的间距应变为原来的 ( )A ．2倍B ．4倍C ．0.5倍D ．0.25倍3．电子从负极板的边缘垂直进入匀强电场，恰好从正极板边缘飞出，如图1—8—8所图1—8－6图1—8－7示，现在保持两极板间的电压不变，使两极板间的距离变为原来的2倍，电子的入射方向及位臀不变，且要电子仍从正极板边缘飞出，则电子入射的初速度大小应为原来的（ ）A ．22 B ．21 C ．2 D ．24．下列带电粒子经过电压为U 的电压加速后，如果它们的初速度均为0，则获得速度最大的粒子是 ( )A ．质子B ．氚核C ．氦核D ．钠离子Na ＋5．真空中有一束电子流，以速度v 、沿着跟电场强度方向垂直．自O 点进入匀强电场，如图1—8—9所示，若以O 为坐标原点，x 轴垂直于电场方向，y 轴平行于电场方向，在x 轴上取OA ＝AB ＝BC ，分别自A 、B 、C 点作与y 轴平行的线跟电子流的径迹交于M 、N 、P 三点，那么：(1)电子流经M ，N 、P 三点时，沿x 轴方向的分速度之比为 ． (2)沿y 轴的分速度之比为 ．(3)电子流每经过相等时间的动能增量之比为 ．6．如图1—8—10所示，—电子具有100 eV 的动能．从A 点垂直于电场线飞 入匀强电场中，当从D 点飞出电场时，速度方向跟电场强度方向成1 500角．则 A 、B 两点之间的电势差U AB ＝ V ．7．静止在太空中的飞行器上有一种装置，它利用电场加速带电粒子形成向外发射的高速电子流，从而对飞行器产生反冲力，使其获得加速度．已知飞行器质量为M ，发射的是2价氧离子．发射离子的功率恒为P ，加速的电压为U ，每个氧离子的质量为m ．单位电荷的电荷量为e ．不计发射氧离子后飞行器质量的变化，求：(1)射出的氧离子速度．(2)每秒钟射出的氧离子数．(离子速度远大于飞行器的速度，分析时可认为飞行器始终静止不动)图1—8－8图1—8－9图1—8—108．如图1—8—12所示，一个电子(质量为m)电荷量为e ，以初速度v 0沿着匀强电场的电场线方向飞入匀强电场，已知匀强电场的场强大小为E ，不计重力，问：(1)电子在电场中运动的加速度． (2)电子进入电场的最大距离．(3)电子进入电场最大距离的一半时的动能．9．如图1—8—13所示，A 、B 为两块足够大的平行金属板，两板间距离为d ，接在电压为U 的电源上．在A 板上的中央P 点处放置一个电子放射源，可以向各个方向释放电子．设电子的质量m 、电荷量为e ，射出的初速度为v ．求电子打在B 板上区域的面积．10. 如图1—8—1 4所示一质量为m ，带电荷量为+q 的小球从距地面高h 处以一定初速度水平抛出，在距抛出点水平距离l 处，有一根管口比小球直径略大的竖直细管，管上口距地面h/2，为使小球能无碰撞地通过管子，可在管子上方的整个区域里加一个场强方向水平向左的匀强电场，求： (1)小球的初速度v 0. (2)电场强度E 的大小． (3)小球落地时的动能E k ．图1—8—12图1—8—13图1—8—14。
带电粒子在电场中的运动知识总结
带电粒子在电场中的运动知识总结基础规律一、复合场及其特点这里所说的复合场是指电场、磁场、重力场并存，或其中某两种场并存的场。
带电粒子在这些复合场中运动时，必须同时考虑电场力、洛仑兹力和重力的作用或其中某两种力的作用，因此对粒子的运动形式的分析就显得极为重要。
二、带电粒子在复合场电运动的基本分析1．当带电粒子在复合场中所受的合外力为0时，粒子将做匀速直线运动或静止。
2．当带电粒子所受的合外力与运动方向在同一条直线上时，粒子将做变速直线运动。
3．当带电粒子所受的合外力充当向心力时，粒子将做匀速圆周运动。
4．当带电粒子所受的合外力的大小、方向均是不断变化的时，粒子将做变加速运动，这类问题一般只能用能量关系处理。
三、电场力和洛仑兹力的比较1．在电场中的电荷，不管其运动与否，均受到电场力的作用；而磁场仅仅对运动着的、且速度与磁场方向不平行的电荷有洛仑兹力的作用。
2．电场力的大小F＝Eq，与电荷的运动的速度无关；而洛仑兹力的大小f=Bqvsinα,与电荷运动的速度大小和方向均有关。
3．电场力的方向与电场的方向或相同、或相反；而洛仑兹力的方向始终既和磁场垂直，又和速度方向垂直。
4．电场力既可以改变电荷运动的速度大小，也可以改变电荷运动的方向，而洛仑兹力只能改变电荷运动的速度方向，不能改变速度大小。
5．电场力可以对电荷做功，能改变电荷的动能；洛仑兹力不能对电荷做功，不能改变电荷的动能。
6．匀强电场中在电场力的作用下，运动电荷的偏转轨迹为抛物线；匀强磁场中在洛仑兹力的作用下，垂直于磁场方向运动的电荷的偏转轨迹为圆弧。
知识归纳一、方法总结1、带电粒子在电场中运动（1）匀加速运动：注意1：求解时间时，用运动学公式。
注意2：求解某一方向运动时，也可利用动能定理。
（2）类平抛运动：2、带电粒子在磁场中运动（1）匀速直线运动：利用平衡条件。
（2）匀速圆周运动：其中R、θ主要通过几何关系确定。
（3）关于“几何关系”注意1：确定圆心方法：利用三角函数、勾股定理等。
带电粒子在电场中的运动知识点总结
带电粒子在电场中的运动知识点精解1．带电粒子在电场中的加速这是一个有实际意义的应用问题。
电量为q的带电粒子由静止经过电势差为U 的电场加速后，根据动能定理及电场力做功公式可求得带电粒子获得的速度大小为可见，末速度的大小与带电粒子本身的性质(q/m)有关。
这点与重力场加速重物是不同的。
2．带电粒子在电场中的偏转如图1-36所示，质量为m的负电荷-q以初速度v0平行两金属板进入电场。
设两板间的电势差为U，板长为L，板间距离为d。
则带电粒子在电场中所做的是类似平抛的运动。
(1)带电粒子经过电场所需时间(可根据带电粒子在平行金属板方向做匀速直线运动求)(2)带电粒子的加速度(带电粒子在垂直金属板方向做匀加速直线运动)(3)离开电场时在垂直金属板方向的分速度(4)电荷离开电场时偏转角度的正切值3．处理带电粒子在电场中运动问题的思想方法(1)动力学观点这类问题根本上是运动学、动力学、静电学知识的综合题。
处理问题的要点是要注意区分不同的物理过程，弄清在不同物理过程中物体的受力情况及运动性质，并选用相应的物理规律。
能用来处理该类问题的物理规律主要有：牛顿定律结合直线运动公式；动量定理；动量守恒定律。
(2)功能观点对于有变力参加作用的带电体的运动，必须借助于功能观点来处理。
即使都是恒力作用问题，用功能观点处理也常常显得简洁。
具体方法常用两种：①用动能定理。
②用包括静电势能、内能在内的能量守恒定律。
【说明】该类问题中分析电荷受力情况时，常涉及"重力〞是否要考虑的问题。
一般区分为三种情况：①对电子、质子、原子核、(正、负)离子等带电粒子均不考虑重力的影响；②根据题中给出的数据，先估算重力mg和电场力qE的值，假设mg<<qE，也可以忽略重力；③根据题意进展分析，有些问题中常隐含着必须考虑重力的情况，诸如"带电颗粒〞、"带电液滴〞、"带电微粒〞、"带电小球〞等带电体常常要考虑其所受的重力。
高一物理《带电粒子在电场中的运动》知识点总结
高一物理《带电粒子在电场中的运动》知识点总结一、带电粒子在电场中的加速分析带电粒子的加速问题有两种思路：1．利用牛顿第二定律结合匀变速直线运动公式分析．适用于匀强电场．2．利用静电力做功结合动能定理分析．对于匀强电场和非匀强电场都适用，公式有qEd ＝12m v 2－12m v 02(匀强电场)或qU ＝12m v 2－12m v 02(任何电场)等． 二、带电粒子在电场中的偏转如图所示，质量为m 、带电荷量为q 的粒子(忽略重力)，以初速度v 0平行于两极板进入匀强电场，极板长为l ，极板间距离为d ，极板间电压为U .1．运动性质：(1)沿初速度方向：速度为v 0的匀速直线运动．(2)垂直v 0的方向：初速度为零的匀加速直线运动．2．运动规律：(1)t ＝l v 0，a ＝qU md ，偏移距离y ＝12at 2＝qUl 22m v 02d. (2)v y ＝at ＝qUl m v 0d ，tan θ＝v y v 0＝qUl md v 02. 三、带电粒子的分类及受力特点(1)电子、质子、α粒子、离子等粒子，一般都不考虑重力，但不能忽略质量．(2)质量较大的微粒，如带电小球、带电油滴、带电颗粒等，除有说明或有明确的暗示外，处理问题时一般都不能忽略重力．(3)受力分析仍按力学中受力分析的方法分析，切勿漏掉静电力．四、求带电粒子的速度的两种方法(1)从动力学角度出发，用牛顿第二定律和运动学知识求解．(适用于匀强电场)由牛顿第二定律可知，带电粒子运动的加速度的大小a ＝F m ＝qE m ＝qU md.若一个带正电荷的粒子，在静电力作用下由静止开始从正极板向负极板做匀加速直线运动，两极板间的距离为d ，则由v 2－v 02＝2ad 可求得带电粒子到达负极板时的速度v ＝2ad ＝2qU m.(2)从功能关系角度出发，用动能定理求解．(可以是匀强电场，也可以是非匀强电场)带电粒子在运动过程中，只受静电力作用，静电力做的功W ＝qU ，根据动能定理，当初速度为零时，W ＝12m v 2－0，解得v ＝2qU m ；当初速度不为零时，W ＝12m v 2－12m v 02，解得v ＝2qU m ＋v 02. 五、带电粒子在电场中的偏转的几个常用推论(1)粒子从偏转电场中射出时，其速度方向的反向延长线与初速度方向的延长线交于一点，此点为粒子沿初速度方向位移的中点．(2)位移方向与初速度方向间夹角α的正切值为速度偏转角θ正切值的12，即tan α＝12tan θ. (3)不同的带电粒子(电性相同，初速度为零)，经过同一电场加速后，又进入同一偏转电场，则它们的运动轨迹必定重合．注意：分析粒子的偏转问题也可以利用动能定理，即qEy ＝ΔE k ，其中y 为粒子在偏转电场中沿静电力方向的偏移量．。
高二物理上册带电粒子在电场中的运动知识总结及题型练习
带电粒子在电场中的运动1．电容器两个彼此绝缘且又相距很近的导体，中间夹上一层绝缘物质．．．．（电介质），就组成了一个电容器．．．。
电容器可以容纳电荷．．．．。
相距很近的两平行金属板就是一种最简单的电容器。
接通电源可对电容器充电．．，将两极板用导线短接可对电容器放电．．，如下图。
2．电容⑴ 物理意义：反映电容器__________________________的物理量。
⑵ 定义：电容器（某一极板）所带的电荷量Q 与电容器两极板间电压U 的比值。
⑶ 公式：_________________C =。
⑷ 单位：__________________，符号是F 。
常用单位有μF 、pF ，6121F 10μF 10pF ==。
公式QC U=是电容的定义式．．．，对任何电容器都适用。
对于一个电容器来说，其电容是确定的，和电容器是否带电无关．．。
3．平行板电容器的电容 平行板电容器的电容r 4πSC kdε=。
可见，电容C 与两极板正对面积．．．．S 、电介质的相对介电常数．．．．．．r ε成正比，与_________________________成反比，式中k 是________________________。
公式r 4πSC kd ε=是平行板电容器电容的决定式．．．，只适用于平行板电容器。
4．平行板电容器动态分析的基本步骤⑴ 认清电容器是Q 、U 中的哪一个量不变。
若电容器始终与电源连接．．．．，则两板间的电势差U 保持不变。
若电容器与电源断开．．．．，则两板所带电荷量Q 保持不变。
⑵ 用决定式r 4πSC kd ε=，来判断电容C 的变化趋势。
⑶ 由定义式QC U=，来判断Q 、U 中会发生变化的那个量的变化趋势。
⑷ 由U E d =或QE S∝（r 4πU Q kQ E d Cd S ε===），来分析场强的变化。
⑸ 由F qE =，来分析点电荷的受力变化。
⑹ 选定零电势位置，用U Ed =来分析某点的电势变化。
高三物理总复习_带电粒子在电场场中的运动讲解
t＝
＝2.5×10－9 s┄┄┄┄┄┄(2分)
而交变电压的周期T＝
s＝0.02 s， 图6－3－8
远远大于t，故可以认为进入偏转电场的电子均在当时所加
电压形成的匀强电场中运动．┄┄┄┄┄┄┄┄┄(2分)
2019/6/4
纵向位移
＝at2，a＝
┄┄┄┄(2分)
所以电子能够打在荧光屏上的最大偏转电压
Um＝
2019/6/4
一、带电粒子在电场中的加速和偏转
1．带电粒子在电场中的加速
(1)运动状态的分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入
匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一条直线上，
做 加(减)速直线运动 ．
带电粒
(2)用功能观点分析：电场力对带电粒子做的功等于
子动能的增量
qU
，即 ＝ mv2－ mv02.
2019/6/4
4．如图6－3－11所 示，质子( 11H)和α粒子 ( He42)以
相同的初动能垂直射入偏转电
图6－3－11
场(粒子不计重力)，则这两个粒子射出电场时的侧位移y之
比为
()
A．1∶1
B．1∶2
2019/C6/．4 2∶1
D．1∶4
解析：由y＝
和Ek0＝ mv02，
得：y＝
可知，y与q成正比，B正确．
的距离为x，则x＝
⑤
结论：粒子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的l/2处 20沿19/6直/4 线射出．
②若不同的带电粒子是从静止经同一加速电压U0加速后进入 偏转电场的，则由②和④得：
y＝
⑥
结论：粒子的偏转角和偏转距离与粒子的q、m无关，仅取决
于加速电场和偏转电场．即不同的带电粒子从静止经过同一
专题 带电粒子在电场中的运动归类总结
1．电场中带电粒子的分类(1)匀速直线运动：此时带电粒子受到的合外力一定等于零，即所受到的电场力与其他力平衡．(2)匀加速直线运动：带电粒子受到的合外力与其初速度方向同向．(3)匀减速直线运动：带电粒子受到的合外力与其初速度方向反向．3.两种处理方法(1)力和运动的关系——牛顿第二定律根据带电粒子受到的静电力，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子运动的速度、时间和位移等。
这种方法适用于恒力作用下做匀变速运动的情况。
(2)功能关系——动能定理由粒子动能的变化量等于静电力做的功知：①若粒子的初速度为0，则有12mv 2＝qU ，v ＝2qU m。
②若粒子的初速度不为0，则有12mv 2－12mv 20＝qU ，v ＝v 20＋2qU m 。
【例1】．如图所示，两平行金属板相距为d ，电势差为U ，一电子质量为m 、电荷量为e ，从O 点沿垂直于极板的方向射出，最远到达A 点，然后返回，|OA |＝h ，此电子具有的初动能是()A.edhU B ．edUh C.eUdh D.eUhd【答案】D【解析】(方法一)功能关系在O →A 过程中，由动能定理得Fh ＝12mv 20，即eUh d ＝12mv 20，故电子的初动能为eUh d 。
(方法二)力和运动的关系电子运动的加速度a ＝－eU dm 。
①由匀变速直线运动的规律得0－v 20＝2ah ②E k ＝12mv 20③联立①②③式，解得E k ＝eUh d 。
【例2】个带正电的微粒，从A 点射入水平方向的匀强电场中，微粒沿直线AB 运动，如图10所示．AB 与电场线夹角θ＝30°，已知带电微粒的质量m ＝1.0×10－7kg ，电荷量q ＝1.0×10－10C ，A 、B 相距L ＝20cm.(取g ＝10m/s 2)求：(1)说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由．(2)电场强度的大小和方向．(3)要使微粒从A 点运动到B 点，微粒射入电场时的最小速度是多少？【答案】见解析【解析】(1)微粒只在重力和电场力作用下沿AB 方向运动，受力分析如图所示，微粒所受合力的方向由B 指向A ，与初速度方向相反，微粒做匀减速运动．(2)因为qE ＝mg tan θ＝mg tan 30°＝3mg .所以电场强度E ＝3×104N/C ，电场强度的方向水平向左．(3)微粒由A 运动到B 时的速度v B ＝0时，微粒进入电场时的速度最小，由动能定理得，－mg sin θL ＝0－12mv A 2，代入数据，解得v A ＝22m/s.1.类平抛运动带电粒子以速度v 0垂直于电场线的方向射入匀强电场，受到恒定的与初速度方向垂直的静电力的作用而做匀变速曲线运动，称之为类平抛运动。
带电粒子在电场中的加速和偏转知识归纳与运用技巧
带电粒子在电场中的加速和偏转知识归纳与运用技巧知识点一：带电粒子在电场中的加速和减速运动要点诠释：（1）带电粒子在匀强电场中运动的计算方法用牛顿第二定律计算：带电粒子受到恒力的作用，可以方便的由牛顿第二定律以及匀变速直线运动的公式进行计算。
用动能定理计算：带电粒子在电场中通过电势差为U AB的两点时动能的变化是，则。
(2)带电粒子在非匀强电场中运动的计算方法用动能定理计算：在非匀强电场中，带电粒子受到变力的作用，用牛顿第二定律计算不方便，通常只用动能定理计算。
：如图真空中有一对平行金属板，间距为d，接在电压为U的电源上，质量为m、电量为q的正电荷穿过正极板上的小孔以v0进入电场，到达负极板时从负极板上正对的小孔穿出。
不计重力，求：正电荷穿出时的速度v是多大？解法一、动力学由牛顿第二定律：①由运动学知识：v2－v02=2ad ②联立①②解得：解法二、由动能定理解得讨论：（1）若带电粒子在正极板处v0≠0，由动能定理得qU=mv2-mv02解得v=（2）若将图中电池组的正负极调换，则两极板间匀强电场的场强方向变为水平向左，带电量为+q，质量为m的带电粒子，以初速度v0，穿过左极板的小孔进入电场，在电场中做匀减速直线运动。
①若v0＞，则带电粒子能从对面极板的小孔穿出，穿出时的速度大小为v，有 -qU=mv2-mv02解得v=②若v0＜，则带电粒子不能从对面极板的小孔穿出，带电粒子速度减为零后，反方向加速运动，从左极板的小孔穿出，穿出时速度大小v=v0。
设带电粒子在电场中运动时距左极板的最远距离为x，由动能定理有： -qEx=0-mv02又E=(式d中为两极板间距离)解得x=。
知识点二：带电粒子在电场中的偏转要点诠释：（1）带电粒子在匀强电场中的偏转高中阶段定量计算的是，带电粒子与电场线垂直地进入匀强电场或进入平行板电容器之间的匀强电场。
如图所示：（2）粒子在偏转电场中的运动性质受到恒力的作用，初速度与电场力垂直，做类平抛运动：在垂直于电场方向做匀速直线运动；在平行于电场方向做初速度为零的匀加速直线运动。
带电粒子在电场中的运动
第四单元：带电粒子在电场中的运动一、本单元（片）重要知识点及其内涵：知识点1：带电粒子的加速：理解要点：（1）受力及运动状态分析；（2）用功能的观点分析带电粒子的加速运动；注意事项：（1）带电粒子只在电场力作用下；（2）例子做匀变速直线运动（3）粒子运动时有无初速度。
应用形式：带电粒子在电场中的加速或减速及往复运动问题知识点2：带电粒子在电场中的偏转理解要点：（1）带电粒子在电场中偏转的运动形式；（2）带电粒子位移及速度的偏角注意事项：（1）带电粒子的偏转也是加速问题（2）运动过程中应将粒子的运动按平抛的方法分为两个分运动应用形式：（1）带电粒子在匀强电场中的偏转（2）横向位移与横向速度的求解知识点三：带电粒子在交变电场中的运动理解要点：不计重力的例子在交变电场中的图像注意事项：交变电流的变化引起电场变化的情况应用形式：通过图像分析运动特征二、本单元（片）重要问题和解决方法归纳：问题一：带电粒子在电场中的加速解决方法：公式法带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电?qE ，因为所受重力竖直向下，所以所受电场力必为竖直向带电粒子处于静止状态，mg上。
又因为场强方向竖直向下，所以带电体带负电。
⑵．若∑F≠0（只受电场力）且与初速度方向在同一直线上，带电粒子将做加速或减速直线运动。
(变速直线运动)打入正电荷（右图），将做匀加速直线运动。
设电荷所带的电量为q ，板间场强为E电势差为U ，板距为d, 电荷到达另一极板的速度为v,则电场力所做的功为：qEL qU W ==粒子到达另一极板的动能为：221mvE k = 由动能定理有：221mv qU =（或221mvqEL = 对恒力） 问题二：带电粒子在电场中的偏转及示波管原理解决方法：类平抛运动的分析方法（运动的合成与分解）离子发生器发射出一束质量为m ，电荷量为q 的离子，从静止经加速电压U 1加速后，获得速度0v ，并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U 2作用后，以速度v 离开电场，已知平行板长为l ，两板间距离为d ，求：①0v 的大小； ②离子在偏转电场中运动时间t ；③离子在偏转电场中受到的电场力的大小F ；④离子在偏转电场中的加速度；⑤离子在离开偏转电场时的横向速度y v ；⑥离子在离开偏转电场时的速度v 的大小；⑦离子在离开偏转电场时的横向偏移量y ；⑧离子离开偏转电场时的偏转角θ的正切值tgθ问题三： 电场力与力学知识的综合解题方法：综合受力分析质量为m 的带电小球带电量为+q ，用绝缘细线悬挂在水平向左的匀强电场中，平衡时绝缘细线与竖直方向成30°角,重力加速度为g 。
带电粒子在电场中的运动知识点
带电粒子在电场中的运动知识点-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN（一）带电粒子的加速1.运动状态分析带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，做加速（或减速）直线运动。
2.用功能观点分析粒子动能的变化量等于电场力做的功。
（1）若粒子的初速度为零，则qU=mv 2/2, V=2qU m （2）若粒子的初速度不为零，则qU=mv 2/2- mv 02/2, V=202qU V m+ （二）带电粒子的偏转（限于匀强电场）1.运动状态分析：带电粒子以速度V 0垂直电场线方向飞入匀强电场时，受到恒定的与初速度方向成900角的电场力作用而做匀变速曲线运动。
2.偏转问题的分析处理方法：类似平抛运动的分析处理，应用运动的合成和分解知识分析处理。
（1）垂直电场方向的分运动为匀速直线运动：t=L/V 0；v x =v 0 ；x=v 0t（2）平行于电场方向是初速为零的匀加速运动：v y =at ,y=12 at 2经时间t 的偏转位移：y=qU 2md （x V 0 ）2； 粒子在t 时刻的速度：Vt=V 02+V y 2 ；时间相等是两个分运动联系桥梁；偏转角：tg φ=V y V 0 =qUx mdv 02 （三）先加速后偏转若带电粒子先经加速电场（电压U 加）加速，又进入偏转电场（电压U 偏），射出偏转电场时的侧移22222012244qU L qU L U L y at dmV dqU dU ====偏偏偏加加偏转角：tg φ=V y V 0 =U 偏L 2U 加d带电粒子的侧移量和偏转角都与质量m 、带电量q 无关。
(四)示波管原理1．构造及功能如图8-5所示图8-2（１）电子枪：发射并加速电子．（２）偏转电极ＹＹ＇：使电子束竖直偏转（加信号电压）偏转电极ＸＸ＇：使电子束水平偏转（加扫描电压）（3）荧光屏．2．原理：○1ＹＹ＇作用：被电子枪加速的电子在ＹＹ＇电场中做匀变速曲线运动，出电场后做匀速直线运动打到荧光屏上，由几何知识'22L l y Ly +=，可以导出偏移20'()tan ()22L ql L y l l U mV d θ=+=+。
带电粒子在电场中的运动1
2 ．若F合≠0，且与初速度方向在 同一直线上，带电粒子将做加速或 减速直线运动。(变速直线运动)
带电粒子的加速
• 仅在电场力作用下，初速度与电场共线:
qU =
1 2
mv2—
1 2
mv02
d
v = v02 2qU / m
m v0
v
q
若 v0 = 0 则
qU =
1 2
mv2
v = 2qU / m
带电粒子的偏转
带电粒子在电场中的偏转
v⊥
v
++++++
φபைடு நூலகம்
v0
-q
dd
v0
y
φ
l/2
- - - l- - -
§1-9带电粒子在电场中的运动
带电粒子在电场中的运动情况
1．若带电粒子在电场中所受合力为 零时，即F合＝0时，粒子将保持静 止状态或匀速直线运动状态。
例、水平放置的两平行金属板相距为 d，充电后其间形成匀强电场，一带 电量为q，质量为m的液滴从下板边 缘射入电场，并沿直线恰从上板边缘 射出，求两金属板间的电势差为多少？
u
例、用一根绝缘绳悬挂一个带电小球， 小球的质量为1.0×10-2kg，所带的电 荷是为+2.0×10-8C，现加一水平方向
的匀强电场，平衡时绝缘绳与竖直方向 成300，求该匀强电场的场强？若剪断
绝缘绳，带电小球将做什么运动？
3 ．若F合≠0，且与初速度方向不 在同一直线上，带电粒子将做曲线 运动
带电粒子在电场中的运动知识点总结
带电粒子在电场中的运动知识点总结1.电场的概念和性质：电场是指空间中由电荷引起的一种物理量，具有方向和大小。
电场的方向由正电荷指向负电荷，电场大小由电场力对单位阳离子电荷的作用力决定。
电场具有叠加性和超远程传播性。
2.带电粒子在电场中的运动方程：带电粒子在电场中受到电场力的作用，其运动方程由牛顿第二定律给出：F = ma，其中 F 是电场力， m 是粒子的质量， a 是粒子的加速度。
对于带电粒子在电场中受到的电场力 F = qE，其中 q 是粒子的电荷量，E 是电场强度。
因此，带电粒子在电场中的运动方程可表示为 ma = qE。
3.带电粒子在一维电场中的运动：在一维电场中，带电粒子的运动方程可简化为 ma = qE。
根据牛顿第二定律和电场力 F = qE 的关系，可以得到带电粒子在电场中的加速度 a = qE/m。
解这个一阶微分方程可以得到带电粒子的速度 v(t) 和位置 x(t) 随时间的变化规律。
4.带电粒子在二维和三维电场中的运动：在二维和三维电场中，带电粒子的运动方程是基于带电粒子在电场力下的受力分析。
通过将电场力分解为x、y和z方向上的分力，可以得到带电粒子在二维和三维电场中的加速度分量。
进一步求解这些分量的微分方程，可以得到带电粒子在二维和三维电场中的速度和位置随时间的变化规律。
5.带电粒子在均匀电场中的运动：均匀电场是指电场强度在空间中处处相等的电场。
对于带电粒子在均匀电场中的运动，可以使用简化的数学模型进行分析。
例如，带电粒子在均匀电场中的运动可以等效为带电粒子在恒定加速度下的自由落体运动。
通过求解自由落体的运动方程，可以得到带电粒子的速度和位置随时间的变化规律。
6.带电粒子在非均匀电场中的运动：非均匀电场是指电场强度在空间中不均匀变化的电场。
在非均匀电场中，带电粒子受到的电场力在不同位置上有所差异，因此其运动方程也会相应变化。
分析带电粒子在非均匀电场中的运动需要考虑电场力的变化和位置的变化，可以采用微分方程求解和数值模拟等方法进行分析。
高中物理知识点分类归纳-带电粒子在电场中的运动
带电粒子在电场中的运动（1）带电粒子在电场中加速带电粒子在电场中加速，若不计粒子的重力，则电场力对带电粒子做功等于带电粒子动能的增量.（2）带电粒子在电场中的偏转带电粒子以垂直匀强电场的场强方向进入电场后，做类平抛运动.垂直于场强方向做匀速直线运动:Vx =V0，L=V0 t.平行于场强方向做初速为零的匀加速直线运动:（3）是否考虑带电粒子的重力要根据具体情况而定.一般说来:①基本粒子:如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力（但不能忽略质量）.②带电颗粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确的暗示以外，一般都不能忽略重力.（4）带电粒子在匀强电场与重力场的复合场中运动由于带电粒子在匀强电场中所受电场力与重力都是恒力，因此可以用两种方法处理:①正交分解法;②等效“重力”法.11.示波管的原理:示波管由电子枪，偏转电极和荧光屏组成，管内抽成真空.如果在偏转电极XX′上加扫描电压，同时加在偏转电极YY′上所要研究的信号电压，其周期与扫描电压的周期相同，在荧光屏上就显示出信号电压随时间变化的图线.12.电容 -----（1）定义:电容器的带电荷量跟它的两板间的电势差的比值（2）定义式:［注意］电容器的电容是反映电容本身贮电特性的物理量，由电容器本身的介质特性与几何尺寸决定，与电容器是否带电、带电荷量的多少、板间电势差的大小等均无关。
（3）单位:法拉（F），1F=106 μF，1μF=10 6pF.（4）平行板电容器的电容:.在分析平行板电容器有关物理量变化情况时，往往需将结合在一起加以考虑，其中C=反映了电容器本身的属性，是定义式，适用于各种电容器;，表明了平行板电容器的电容决定于哪些因素，仅适用于平行板电容器;若电容器始终连接在电池上，两极板的电压不变.若电容器充电后，切断与电。
带电粒子在电场中的运动知识要点归纳
带电粒子在电场中的运动1．研究对象分类1）基本粒子及各种离子：如电子、质子、α粒子等，因为质量很小，所以重力比电场力小得多，重力可忽略不计．2）带电颗粒或微粒，如尘埃、液滴、小球等质量较大，其重力一般情况下不能忽略．2．带电粒子在电场中的加速直线运动1）若粒子作匀变速运动，则可采用动力学方法求解，即先求加速度a =qE qUm md=，然后由运动学公式求速度．2）用能量的观点分析：合外力对粒子所作的功等于带电粒子动能的增量．即：2201122qU mv mv =-，此式对于非匀强电场、非直线运动均成立．【例1】下列粒子从初速度为零的状态经过加速电压为U 的电场之后，哪种粒子的速度最大（）a 粒子氚核质子钠离子+a N练习：1．如图所示，A 板接地，B 板电势为U ，质量为m 的带电粒子（重力不计）以初速度v 0水平射入电场，若粒子电量为－q ，则粒子到达B 板时的速度大小为_____________；若粒子电量为＋q ，它到达B 板时速度大小为______________。
2．如图所示P 和Q 为两平行金属板，板间电压为U ，在P 板附近有一电子由静止开始向Q 板运动，关于电子到达Q 板时的速率，下列说法正确的是：（ ）A ．两板间距越大，加速的时间越长B ．两板间距离越小，电子到达Q 板时的速度就越大C ．电子到达Q 板时的速度与板间距离无关，仅与加速电压有关D ．电子的加速度和末速度都与板间距离无关3．一个质子(11H)和一个α粒子(42He)，开始时均静止在平行板电容器的正极板上，同时释放后，在到达负极板时( )A ．电场力做功之比为1∶2B ．它们的动能之比为2∶1C ．它们的速率之比为2∶4D ．它们运动的时间之比为1∶14．真空中水平放置的两金属板相距为d ，两板电压是可以调节的，一个质量为m 、带电量为＋q 的粒子，从负极板中央以速度v o 垂直极板射入电场，当板间电压为U 时，粒子经d/4的距离就要返回，若要使粒子经d/2才返回，可采用的方法是（ ）A 、v o 增大1倍B 、使板间电压U 减半C 、v o 和U 同时减半D 、初速增为2v o ,同时使板间距离增加d/2： 5．如图所示，电量和质量都相同的带正电粒子以不同的初速度通过A 、B 两板间的加速电场后飞出，不计重力的作用，则：（ ）A 、它们通过加速电场所需的时间相等B 、它们通过加速电场过程中动能的增量相等C 、它们通过加速电场过程中速度的变化量相等D 、它们通过加速电场过程中电势能的减少量相等6．如图1所示，从F 处释放一个无初速的电子向B 板方向运动，指出下列对电子运动的描述中错误的是(设电源电动势为E)( )A ．电子到达B 板时的动能是E eV B ．电子从B 板到达C 板动能变化量为零 C ．电子到达D 板时动能是3E eV D ．电子在A 板和D 板之间做往复运动7．如图所示在一匀强电场中，有两个平行的电势不同的等势面A 和C ，在它们的正中间放入一个金属网B ，B 接地。
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1. 带电粒子在电场中的加速这是一个有实际意义的应用问题。
电量为q的带电粒子由静止经过电势差为U 的电场加速后，根据动能定理及电场力做功公式可求得带电粒子获得的速度大小为可见，末速度的大小与带电粒子本身的性质(q/m)有关。
这点与重力场加速重物是不同的。
2. 带电粒子在电场中的偏转如图1-36所示，质量为m的负电荷-q以初速度v0平行两金属板进入电场。
设两板间的电势差为U,板长为L,板间距离为d。
则带电粒子在电场中所做的是类似平抛的运动。
(1) 带电粒子经过电场所需时间(可根据带电粒子在平行金属板方向做匀速直线运动求)3. 处理带电粒子在电场中运动问题的思想方法(1)动力学观点这类问题基本上是运动学、动力学、静电学知识的综合题。
处理问题的要点是要注意区分不同的物理过程，弄清在不同物理过程中物体的受力情况及运动性质，并选用相应的物理规律。
能用来处理该类问题的物理规律主要有：牛顿定律结合直线运动公式；动量定理；动量守恒定律。
(2) 功能观点对于有变力参加作用的带电体的运动，必须借助于功能观点来处理。
即使都是恒力作用问题，用功能观点处理也常常显得简洁。
具体方法常用两种：①用动能定理。
②用包括静电势能、内能在内的能量守恒定律。
(2)带电粒子的加速度(带电粒子在垂直金属板方向做匀加速直线运动)带电粒子在电场中的运动知识点精解md(3)离开电场时在垂直金属板方向的分速度(4)电荷离开电场时偏转角度的正切值mdv0qUL【说明】该类问题中分析电荷受力情况时，常涉及“重力”是否要考虑的问题。
一般区分为三种情况：【解题】•••第1秒内质点沿x轴做直线运动，•••质点所受重力与电场力的合力与x轴在一条直线上，质点只有带正电荷。
其受力如图1-38，贝U①对电子、质子、原子核、（正、负）离子等带电粒子均不考虑重力的影响；②根据题中给出的数据，先估算重力mg和电场力qE的值，若mgvvqE也可以忽略重力；【分析思路】带电质点第1秒内沿x轴作直线运动，由直线运动的条件可知，第1秒内该质点所受合外力一定与x轴在同一直线上，由此可判断出该质点带正电，且其所受电场力的竖直分量与重力平衡，水平分力提供加速度，故质点做匀减速运动。
到达O点时，由于电场变为竖直向上，贝U知此时合力变为竖直向上，质点将开始做匀加速直线运动或类似平抛运动。
到底做何种运动取决于质点到这O点时的速度。
由vt-v 0=at得质点在O点速度vO=VA~at=7.5-7.5 X 1=0所以从1秒末开始质点必沿y轴向上做匀加速直线运动。
第2秒内物体的加速度③根据题意进行分析，有些问题中常隐含着必须考虑重力的情况，诸如“带电颗粒”、“带电液滴”、“带电微粒”、“带电小球”等带电体常常要考虑其所受的重力。
总之，处理问题时要具体问题具体分析。
【例1】空间有一区域宽广的电场，场强大小始终不变且处处相等，但方向可以改变。
第1秒内场强方向如图1-37所示，B =37°。
有一个带电质点以某一水平初速度从A点开始沿x轴运动，1秒末场强方向突然改为竖直向上，此时A质点恰好达到坐标原点Q已知AO=3.75米，求第2秒末该质点所达位置的坐标（g取10 米/秒2）。
E1-38Fsin 0 =maFcosB -mg=0由以上两式解得第1秒内的加速度a=gtg37° =7.5m/s2第1 秒内；=ad：2A点的速度vA=7.5m/s。
X7.5X12-3.75,解得质点在【解题方法】物体做直线运动的条件、牛顿第二定律及运动学公式。
F - mg _ qE- - mg 1.25nx? - mg=2,5m /m质点向上运动的距离【解题方法】 运动的合成与分解、牛顿第二定律及匀变速直线运动的位移公即第2秒末物体的坐标为（0 , 1.25m ）【例2】 在真空中质量为m 电量为q 的带电粒子束连续地射入相距为 d 的两平行金属板之间，当两板不带电时，粒子束将沿极板中线射出，通过两极板的时 间为T 。
现将如图1-39所示的随时间而变化的电场加在极板上，电场强度的最大值 为E ，变化周期也为To 求这些粒子离开电场时，垂直于两极板方向位移的最大值和 最小值。
弘-1 Fl FlEli-39【分析思路】 带电粒子在电场中平行两极板的方向做匀速直线运动， 故带电 粒子在两金属板间的运动时间与是否存在电场无关，总等于 T 。
在电场力作用下， 带电粒子沿电场力方向做匀加速直线运动，由电场随时间的变化规律可知，不管粒 子在什么时刻进入，加速时间总等于TT扌，匀速运动的时间也总等于? 所以，粒子穿出电场时垂直极板方向uII L I向的分速度总是相同的，垂直于两极板方向的位移大小仅取决于匀速运动时垂 直极板方向的分速度的大小。
显然，当带电粒子于nT 时刻进入电场时，匀速运动时 垂直极板方向分速度最大，从而在垂直极板方向位移最大；当在+吋■刻进入电场时，在垂直极板方向■&移最小（上面的式。
【解题】 带电粒子在电场中平行两极板的方向作匀速直线运动， 故带电粒子在两金属板中运动时间与电场存在无关，均为 To当带电粒子洽在（沖1）詁=0, 1, 2,时刻进入电场.这种情 况下出电场时在垂直于极板方向位移最小。
最小位移_lEq T卩窗一 2 _盂当带电粒子恰在nT （n=0, 1, 2,…）时刻进入电场，此种情况下出电场时垂直 两极板方向位移最大。
最大位移【例3】 如图1-40所示，质量为m 带电量为+q 的小球从距地面高h 处以 一定的初速度v0水平抛出，在距抛出点水平距离为I 处，有一根管口比小球直径略大的竖直鈿管，管的上口距地面丄 为使水球能无碰撞地通过管子，可在管子上方整个区域里加一场强方向向左的匀强电场。
求：（1）小球的初速度v0;⑵ 电场强度E 的大小；（3）小球落地时的动能。
n 为非负整数）SEqT 3图1-3【分析思路】带正电的小球逆着电场线方向进入匀强电场，其在水平方向作匀减速直线运，在竖直方向做自由落体运动。
当小球离开电场恰能无碰撞地通过管子，意味着小球刚进入管口的瞬间水平方向的速度为零。
小球从开始到落地，整个过程中在竖直方向上一直做自由落体运动，可用运动学或动能定理求小球落地时的动能。
【解题方法】运动的合成与分解、自由落体运动的规律及动能定理。
【解题】在电场中小球的运动可看成水平方向的匀减速运动和竖直方向自由落体运动的合成。
(1)从抛出点到管口小球运动的时间可由竖直方向的分运动一自由落体运动求出。
设时间为t，则有h 1空—=—(2)在水平方向上应用牛顿第二定律有Eq=ma由运动学公式知已=匹=挈。
代入上式可解得电场强度的大小为(3) 解法一：在全过程中对小球应用动能定理得=tngh.-Eql所以小球落地时的动能水平方向上小球做匀减速运动，则有小球在竖直方向上一直做自由落体运动，且小球着地时的速度是竖直向下的, 由自由落体运动的规律知所以物体落地时的动能所以E班也+ rpgh - Eql = m虫解法E班也=4唁二如曲【例4】如图1-41(a)所示，长为I、相距为d的两平行金属板与一电压变化规律如图1-41(b)所示的电源相连(图中未画出电源)。
有一质量为m带电荷为-q 的粒子以初速度vO从板中央水平射入电场，从飞入时刻算起，A、B两板间的电压变化规律恰好如图(b)所示，为使带电粒子离开电场时的速度方向平行于金属板，问: (1)交变电压周期需满足什么条件？⑵加速电压值U0的取值范围是什么？【分析思路】带电粒子离开电场时，速度方向平行于金属板，这说明带电粒子活电场力方向未获得速度。
由题意可知，它在电场中的运动时间只能是电压变化周期的整数倍，即在一个周期内，前半个周期粒子竖直方向的速度从零增加至vy，后半个周期再从vy减少至零，但必须注意到粒子在竖直方向一直朝着一个方向运动，先加速后减速，再加速再减速，直到出电场°所以必须考虑到竖直位移不能超过土。
【解题方法】运动的合成与分解、牛顿第二定律及运动学公式。
【解题】(1)带电粒子穿越电场所需时间1由于粒子出电场时速度方向平行于金属板所以根据题■意有所得2解得g豊,将―丄代入得.2nv?d a mU c<—診—，n二1, N 3,……【例5】如图1-42(a)所示，真空室中电极K发出的电子(初速度为零)经过UO=1OOOV的加速电场后，由小孔S沿两水平金属板A、B间的中心线射入，A、B板长I=O.2Om，相距d=O.O2Om,加在A、B两板间的电压u随时间t变化的u-t图线如11 "2 X2 X —md 4带电粒子在n个周期内的位移t=nT(2)竖直方向上带电粒子在一个周期内的位移图1-42(b)所示。
设A 、B 两板间的电场可以看作是均匀的，且两板外无电场。
在每 个电子通过电场区域的极短时间内，电场可视作恒定的。
两板右侧放一记录圆筒， 筒的左侧边缘与极板右端距离 b=0.15m,简绕其竖直轴匀速转动，周期T=0.20S ,筒 的周长S=0.20m 筒能接收到通过A 、B 板的全部电子。
又与入射速度v0有关。
题图(b)给出了加在A 、B 两板间的电压u 随时间变化的u-t 图线从所给的u-t 图线可以看出，加在A 、B 两板间的电压u 是依锯齿形规律随时间 变化的，不是恒定电场。
但题目说明“ A 、B 间的电场可看作是均匀的，且两板外无 电场。
在每个电子通过电场区域的极短时间内，电场可视作恒定”。
故在计算各个 时刻电子在穿越电场区域产生偏转时，电场可作为恒定电场来处理。
因而电子在 A 、B 间是做抛物线运动：沿中心线方向，电子做匀速运动，速度为 v0;沿垂直中心线 方向，电子做匀加速运动，初速度为零，加速度—二。
显然如果在山B 两全属板间电压曲值趙过某一极限值％. md则电子在穿越A B 间的电场区域之前就要落到 A 或B 板上而不能从A B 间的 电场区射出，极限电压uc 由电子射出A 、B 间电场时的极限偏转(1) 以 t=0时(见图(b)此时u=0)电子打到圆筒记录纸上的点作为 xy 坐标系的原 点，并取y 轴竖直向上，试计算电子打到记录纸上的最高点的 y 坐标和x 坐标(不计 重力作用)。
(2) 在给出的坐标纸(如图(c))上定量地画出电子打到记录纸上的点形成的图 线。
【分析思路】 本题要分为加速、偏转、放大和扫描四个阶段加速阶段：从电极K 发出的电子的初速度为0，设经加速电场后由小孔S 沿中 心线射入A B 两水平金属板的初速度为v0,则由能量关系得以题给数据代入，得uc=20V,这个结果说明只有在 A B 两板间的电压u 小于 极限电压uc=20V 时，才有电子从A 、B 间的电场区域射出。
放大阶段：电子刚从 A B 两板间的电场区域射出时，最大偏转为老一般是比较小的，为了提高测量精度，我们把记录圆筒敢在离开饥偏转阶段：电子以v0沿A B 两水平金属板的中心线射入后，由于受到垂直于 A 、B 板的匀强电场作用，电子将发生偏转，偏转的情况既与 A 、B 间电场强度有关,由①、②两式联立求得极限电压其中m e 分别为电子的质量和电量，U0为加速电压 6)1 EU C2 md 2U o d 2B板一段距离b处。