11月15日早9點直播講義: 電荷在電場中運動(上)
一、模型界定
本模型主要是處理自由帶電體在電場或電場與重力場中的運動以及帶電約束體在電場中運動問題解法與技巧。
二、模型分析
第一部分、自由帶電體的運動
1.處理帶自由電體運動時首先要考慮的是粒子重力能否忽略:
(1)電子、質(zhì)子、粒子、離子等通常不計重力
(2)小球、液滴、塵埃等除非題目有明確說明外需考慮重力作用
(3)帶電粒子、帶電微粒是否考慮重力的作用需要根據(jù)題意分析,甚至需通過計算后與電場力比較來確定是否考慮重力,一般比電場力小二個級以上不考慮重力作用。
2.從能量角度處理帶電粒子運動時,若粒子重力不計則只涉及兩種形式的能量:動能與電勢能,且二者之和保持不變;若重力不能忽略時,還要考慮重力勢能,此時三者之和不變。帶電粒子運動過程中電勢能的計算與判定方法有:
(1)功能關(guān)系:電場力所做功等于電勢能減小量,與電荷電性無關(guān)
(2)電勢能與電勢關(guān)系:正電荷在電勢越高處電勢能越大,負電荷則相反
(3)能量守恒
3、典型例題
(一).粒子運動情況以軌跡形式呈現(xiàn)時:當粒子僅在電場力作用下運動時
(1)若已知電場線分布與粒子運動軌跡時,取軌跡與電場線上的某一交點進行判定。
(2)若已知等勢線分布與粒子運動軌跡時,取軌跡與等勢線上的某一交點進行判定。
(3)若已知場源電荷位置與粒子運動軌跡時,可取軌跡上的某一點進行判定:
注:如果有多個場源電荷時可先根據(jù)場源電荷的位置與電性、電量判定選定點場強方向或場強所在直線,再按上述思路進行判定。
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