帶電粒子在電場中運動的三典型

◇　江西　謝東英

?

帶電粒子在電場中運動的三典型

◇江西謝東英

帶電粒子在電場中的運動是綜合電場力、電勢能的力學問題,研究的方法與質點動力學相同,它同樣遵循運動的合成與分解、牛頓運動定律、動能定理等力學規律,處理問題的要點是要注意區分不同的物理過程,弄清在不同的物理過程中物體的受力情況及運動性質,并選用相應的物理規律．高考對帶電體在電場中運動問題的考查通常以選擇題和計算題的形式出現,綜合考查對相關知識的理解和運用．下面對常見的3種典型問題進行探究．

1　帶電粒子在點電荷電場中的運動

圖1

2　帶電粒子在勻強電場中的運動

圖2

3　帶電粒子在交變電場中的運動

圖3

(2) 在0～T/2時間內,粒子的加速度大小為

在T/2～T時間內,粒子的加速度大小為

因為T/2=6×10-3s,所以在0～T/2時間里的Δt′=T/2-Δt=4×10-3s時刻產生的粒子剛好不能到達A板．

(3) 因為粒子源在一個周期內可以產生300個粒子,而Δt′=4×10-3s內產生的粒子可達到A板，即在0～T/2時間內的前2/3時間內產生的粒子可以到達A板,所以到達A板的粒子數為

總之,帶電粒子在電場中的運動問題既包含了電場的基本性質,又涉及直線和曲線運動及能量的轉化和守恒知識,以及類比和建模等科學方法．在開展帶電粒子的加速和偏轉教學過程中,教師要做好引導工作,使學生自己能夠獨立完成相關問題的解決,進而提高學生的綜合分析問題的能力.

江西省興國第三中學)