二、带电粒子在电场中的类平抛运动
带电粒子在电场中做类平抛运动涉及带电粒子在电场中加速和偏转的运动规律,利用运动的合成与分解把曲线运动转换为直线运动研究,涉及运动学公式、牛顿运动定律、动能定理、功能关系的综合应用.
例2 如图2所示,A、B为两块足够大的相距为d的平行金属板,接在电压为U的电源上.在A板的中央P点放置一个电子发射源.可以向各个方向释放电子.设电子的质量为m、电荷量为e,射出的初速度为v.求电子打在B板上的区域面积.(不计电子的重力)
图2
三、带电粒子在交变电场中的运动
交变电场作用下粒子所受的电场力发生改变,从而影响粒子的运动性质;由于电场力周期性变化,粒子的运动性质也具有周期性;研究带电粒子在交变电场中的运动需要分段研究,特别注意带电粒子进入交变电场的时间及交变电场的周期.
例3 (多选)带正电的微粒放在电场中,场强的大小和方向随时间变化的规律如图3所示.带电微粒只在电场力的作用下从t=0时刻由静止开始运动,则下列说法中正确的是( )
图3
A.微粒在0~1 s内的加速度与1~2 s内的加速度相同
B.微粒将沿着一条直线运动
C.微粒做往复运动
D.微粒在第1 s内的位移与第3 s内的位移相同
四、带电粒子在电场中的圆周运动
解决电场中的圆周运动问题,关键是分析向心力的来源,有时可以把电场中的圆周运动等效为竖直面内的圆周运动,找出等效"最高点"和"最低点".
例4 如图4所示,半径为r的绝缘细圆环的环面固定在水平面上,场强为E的匀强电场与环面平行.一电量为+q、质量为m的小球穿在环上,可沿环做无摩擦的圆周运动,若小球经A点时,速度vA的方向恰与电场垂直,且圆环与小球间沿水平方向无力的作用,求: