專題帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

1、1tT2T3T22TUU0－U00圖5（甲）vt0Avt0Bvt0Dvt0C圖5（乙）專題：帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)專題：帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)【知識(shí)歸納知識(shí)歸納】1、電場(chǎng)的大小和方向隨時(shí)間作周期性變化，這樣的電場(chǎng)叫做交變電場(chǎng)。2、帶電粒子在交變電場(chǎng)中的受力情況隨時(shí)間作周期性變化，需清楚地了解位移、速度、加速度和電場(chǎng)力之間的關(guān)系；解題時(shí)要把握住帶電粒子進(jìn)場(chǎng)的初始條件，然后根據(jù)電場(chǎng)的變化情況對(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行逐段研究。3、解決交變電場(chǎng)

2、問(wèn)題的常用方法是：圖像法和運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原理?！镜湫屠}典型例題】一、基本模型，熟練掌握一、基本模型，熟練掌握情景一：在平行板電容器兩板上加如圖1所示交變電壓，開(kāi)始A板電勢(shì)高，原來(lái)靜止在兩板中間的正粒子自零時(shí)刻在電場(chǎng)力作用下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，設(shè)兩板間距離足夠大，試分析粒子的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。情景二：若將上述電壓波形改為如圖2所示，則粒子的運(yùn)動(dòng)情況怎樣？變式：若將圖1電壓波形改為如圖3所示正弦波，圖2電壓波形改為如圖4余弦波，則粒子的運(yùn)動(dòng)情況怎樣？1、平行

3、板間加如圖5（甲）所示周期性變化的電壓，重力不計(jì)的帶電粒子靜止在平行板中央，從t＝0時(shí)刻開(kāi)始將其釋放，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中無(wú)碰板情況。圖5（乙）中，能定性描述粒子運(yùn)動(dòng)的速度圖象的是（）2、在平行板電容器的正中央有一電子處于靜止?fàn)顟B(tài)，第一次電容器極板上加的電壓是u1=Umsinωt，第二次極板上加的電壓是u2=Umcosωt，那么在電場(chǎng)力的作用下（假設(shè)交變電流的頻率很高，極板間的距離較寬）（）A兩次電子都做單向直線運(yùn)動(dòng)B兩次電子都做振動(dòng)C第一次電子

4、做單向直線運(yùn)動(dòng)，第二次電子做振動(dòng)D第一次電子做振動(dòng)，第二次電子做單向直線運(yùn)動(dòng)二、借助圖象，直觀展示二、借助圖象，直觀展示3、如圖6(甲)所示，在兩塊相距d=50cm的平行金屬板A、B間接上U=100V的矩形交變電壓，如圖6(乙)在t=0時(shí)刻，A板電勢(shì)剛好為正，此時(shí)正好有質(zhì)量m=1017kg，電量ABtuABT2TU0U0圖1圖2tuAB2TU0U0TtuABT2TU0U0圖3圖4tuABT2TU0U03四、分解運(yùn)動(dòng)，化繁為簡(jiǎn)四、分解運(yùn)動(dòng)

5、，化繁為簡(jiǎn)6、電容器極板長(zhǎng)為L(zhǎng)，電容器兩端的電壓變化規(guī)律如左圖9(甲)所示，電壓絕對(duì)值為U0，電子（質(zhì)量為m，電荷量為e）沿電容器中線射入時(shí)的初速為v0，為使電子剛好由O2點(diǎn)射出，如圖9(乙)，電壓變化周期T和板間距離d各應(yīng)滿足什么條件？（用L、U0、m、e、v0表示）7、如圖10(甲)所示，真空中水平放置的相距為d的平行金屬板板長(zhǎng)為L(zhǎng)，兩板上加有恒定電壓后，板間可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)。在t=0時(shí)，將圖10(乙)中所示的交變電壓加在兩板上，t=

6、0時(shí)刻恰有一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子從兩板正中間以速度υ0水平飛入電場(chǎng)，若此粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)恰能以平行于兩板的速度飛出（不計(jì)粒子重力），求：⑴兩板上所加交變電壓的頻率應(yīng)滿足的條件。⑵該交變電壓U0的取值范圍。五、把握起點(diǎn)，逐段研究五、把握起點(diǎn)，逐段研究8、如圖11(甲)所示，A、B是一對(duì)平行的金屬板，在兩板間加上一周期為T的交變電壓U，A板接地，B板的電勢(shì)UB隨時(shí)間發(fā)生周期性變化，規(guī)律如圖11(乙)所示，現(xiàn)有一電子從A板上的小孔進(jìn)