如图所示,质量相同的两个带电粒子M、N,以相同的速度沿垂直于电场方向同时射入两平行板间的匀强电场中,M从两板正中央射入,N从下极板边缘处射入,它们最后打在上极板的同一点上。不计粒子的重力,则从开始射入到打到上板的过程中 ( )
A.它们的带电荷量之比qM: qN=1:2
B.它们在电场中的运动时间tN> tM
C.它们的电势能减少量比△EM:△EN=1:4
D.打到上极板时的速度之比为υM: υN=1:2
AC 解析:M、N运动时间相同,但加速度不同,由,, , ,解得q1:q2 =1:2。M、N电势能的减少量分别等于电场力对它们做的功,由于q1:q2 =1:2,U1:U2=1:2所以△EM:△EN=1:4。因此A、C正确。
带电粒子在电场中的直线运动:
(1)如不计重力,电场力就是粒子所受合外力,粒子做直线运动时的要求有:
①对电场的要求:或是匀强电场,或不是匀强电场但电场的电场线有直线形状。
②对初始位置的要求:在匀强电场中任一点开始运动都可以,在非匀强电场中带电粒子的初始位置必须在直线形的电场线上。
③对初速度的要求:初速度或为零,或不为零但与所在的电场线共线。
(2)粒子在电场中做直线运动的处理方法有两种:
①将牛顿第二定律与运动学公式结合求解,这种方法只能用在匀强电场中。不考虑重力时,常用的基本方程有:
等.
②由动能定理求解不涉及时间的问题,这种方法对匀强电场、非匀强电场均适用。不考虑重力时,基本方程为:
需要特别注意的是式中U是质点运动中所经历的始末位置之间的电势差,而不一定等于题目中给定的电压,如带电粒子从电压为U的两板中点运动到某一极板上时,经历的电压仅是
1、在匀强电场中的加速问题,一般属于物体受恒力(重力一般不计)作用运动问题。处理的方法有两种:
①根据牛顿第二定律和运动学公式结合求解:,,;
②根据动能定理与电场力做功,运动学公式结合求解:。
2、在非匀强电场中的加速问题,一般属于物体受变力作用运动问题。处理的方法只能根据动能定理与电场力做功,运动学公式结合求解:。
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