2017-2018学年人教版选修3-1 1.12带电粒子在电场中的加速 学案
2017-2018学年人教版选修3-1 1.12带电粒子在电场中的加速 学案第2页



  例题1 如图所示,电子由静止开始从A板向B板运动,当到达B极板时速度为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变长

  思路分析:电子从静止开始运动,根据动能定理,从A板运动到B板动能的变化量等于电场力做的功。因为保持两个极板间的电势差不变,所以末速度不变,而位移(两板间距离)如果增加的话,电子在两板间运动的时间变长,故C、D正确。

  答案:CD

  例题2 如图所示,质量m=2.0×10-4 kg、电荷量q=1.0×10-6 C的带正电微粒静止在空间范围足够大的电场强度为E的匀强电场中。取g=10 m/s2。

  

  (1)求匀强电场的电场强度E的大小和方向;

(2)在t=0时刻,电场强度大小突然变为E0=4.0×103 N/C,方向不变。求在t=0.20 s时间内电场力做的功;

  (3)在t=0.20 s时刻突然撤掉电场,求带电微粒回到出发点时的动能。

  思路分析:(1)因微粒静止,知其受力平衡,对其受力分析有

  Eq=mg

  E= N/C=2.0×103 N/C,方向向上

(2)在t=0时刻,电场强度大小突然变为E0=4.0×103 N/C,设微粒的加速度为a,在t=0.20 s时间内上升高度为h,电场力做功为W,则

  qE0-mg=ma

  解得:a=10 m/s2

  h=at2

  解得:h=0.20 m

  W=qE0h

  解得:W=8.0×10-4 J

(3)设在t=0.20 s时刻突然撤掉电场时微粒的速度大小为v,回到出发点时的动能为Ek,则v=at