摘 要：利用好圖像，能夠幫助學(xué)生在解題時(shí)建立物理模型，使復(fù)雜問(wèn)題形象化，簡(jiǎn)單化，收到意想不到的效果。本文通過(guò)三個(gè)典型案例介紹速度圖像在解“帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)”題型中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：交變電場(chǎng)；速度圖像

中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-6148(2008)6(S)-0025-2

帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)分析，涉及電場(chǎng)知識(shí)、力學(xué)知識(shí)等內(nèi)容，隨著科技的發(fā)展及高考試題應(yīng)用性、實(shí)踐性的增強(qiáng)和提高，本部分知識(shí)在整個(gè)電磁學(xué)中的位置愈加顯得重要。由于不同時(shí)段受力情況不同，若按常規(guī)的分析方法，將會(huì)很繁瑣，較好的分析方法是畫出帶電粒子的速度-時(shí)間圖像幫助分析。畫圖時(shí)，注意速度-時(shí)間圖像中，加速度相同的運(yùn)動(dòng)一定是平行的直線，圖線與t軸所夾面積表示位移，圖線與t軸交點(diǎn)，表示此時(shí)速度反向。

例1 如圖1（甲）所示，相距d=15cm的A、B兩極板是在真空中放置的金屬板，當(dāng)給它們加上電壓之后，它們之間的電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)。今在A、B兩板之間加上如圖1（乙）所示的交變電壓，交變電壓的周期是T=1.0×10-6s，t=0時(shí)A板的電勢(shì)比B板高，且U0=1 080V，一個(gè)比荷qm=1.0×108C/kg的帶負(fù)電的粒子在t=0時(shí)刻從B板附近由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，不計(jì)重力。試求：

（1）當(dāng)粒子的位移為多大時(shí)，速度第一次達(dá)到最大，最大值是多少？

（2）粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，將與某一極板相碰撞，求粒子碰撞極板時(shí)的速度的大小。

解析 帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)情況比較復(fù)雜，可借助于v-t圖像分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程。如圖2所示為一個(gè)周期的速度圖像，以后粒子將重復(fù)這種運(yùn)動(dòng)。

參考文獻(xiàn)：

［1］人民教育出版社物理室. 全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書(必修加選修)物理(第二冊(cè)). 北京:人民教育出版社. 2006 6

［2］孫雪冰. 中華大考場(chǎng). 吉林. 延邊人民出版社. 2007

(欄目編輯黃懋恩)