◇　江西　謝東英

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帶電粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的三典型

◇江西謝東英

帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)是綜合電場(chǎng)力、電勢(shì)能的力學(xué)問題,研究的方法與質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力學(xué)相同,它同樣遵循運(yùn)動(dòng)的合成與分解、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能定理等力學(xué)規(guī)律,處理問題的要點(diǎn)是要注意區(qū)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(yùn)動(dòng)性質(zhì),并選用相應(yīng)的物理規(guī)律．高考對(duì)帶電體在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)問題的考查通常以選擇題和計(jì)算題的形式出現(xiàn),綜合考查對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解和運(yùn)用．下面對(duì)常見的3種典型問題進(jìn)行探究．

1　帶電粒子在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

圖1

2　帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

圖2

3　帶電粒子在交變電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

圖3

(2) 在0～T/2時(shí)間內(nèi),粒子的加速度大小為

在T/2～T時(shí)間內(nèi),粒子的加速度大小為

因?yàn)門/2=6×10-3s,所以在0～T/2時(shí)間里的Δt′=T/2-Δt=4×10-3s時(shí)刻產(chǎn)生的粒子剛好不能到達(dá)A板．

(3) 因?yàn)榱Ｗ釉丛谝粋€(gè)周期內(nèi)可以產(chǎn)生300個(gè)粒子,而Δt′=4×10-3s內(nèi)產(chǎn)生的粒子可達(dá)到A板，即在0～T/2時(shí)間內(nèi)的前2/3時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的粒子可以到達(dá)A板,所以到達(dá)A板的粒子數(shù)為

總之,帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)問題既包含了電場(chǎng)的基本性質(zhì),又涉及直線和曲線運(yùn)動(dòng)及能量的轉(zhuǎn)化和守恒知識(shí),以及類比和建模等科學(xué)方法．在開展帶電粒子的加速和偏轉(zhuǎn)教學(xué)過程中,教師要做好引導(dǎo)工作,使學(xué)生自己能夠獨(dú)立完成相關(guān)問題的解決,進(jìn)而提高學(xué)生的綜合分析問題的能力.

江西省興國第三中學(xué))