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电场对带电粒子的作用
摘 要：任何电荷的周围都存在着电场,相对于观察者静置的电荷所激发的电场称为静电场,它是电荷周围空间存在的一种特殊形态的物质.相对于观测者定向运动的电荷,其周围的空间也产生电场.如果这个电场不随时间变化,就把它称为是稳恒电场,高中阶段一般统一称为静电场.带电粒子在电场中会受到电场力的作用,就像重力场中的物体会受到重力一样.
关键词：电场 带电粒子 牛顿定律 动能定理
中图分类号：U633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2018）01-0198-01
生活中的电现象很多,比如静电就是最常见的现象.例如冬天穿毛衣时会有“被电”的感觉,这是由于摩擦起电引起的.灵活掌握带电粒子在电场中的运动原理,有助于我们的生活、生产和科学技术全方面的发展.
一、带电粒子是什么
带电粒子在物理学中是指带有电荷的微粒.例如,原子由带正电的原子核和周围带负电的电子组成,当正电荷和负电荷一样多的时候,原子呈中性不带电,如果正电荷比负电荷多则带正电,反之,则带负电.当两个物体摩擦时,其中一个物体会失去带负电的电子,另一物体会得到电子.例如用丝绸和玻璃棒摩擦,玻璃棒的一些电子转移到丝绸上,玻璃棒因失去电子而带正电,丝绸因得到电子而带等负电.用橡胶棒跟毛皮摩擦,毛皮的一些电子转移到橡胶棒上,毛皮带正电,橡胶棒带着等量的负电.
二、带电粒子在电场中的运动
带电粒子在电场中一定会受到电场力的作用,解决电场中带电粒子的问题一般来说都是要进行受力分析的.这时有一个细节,那就是根据描述的不同,重力是否需要考虑是一个关键点.(1)基本粒子：如电子、质子、α粒子、离子等,除有说明或明确的暗示外,一般不考虑其重力（但并不忽视其质量）；（2）带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等,除有说明或明确的暗示外,一般都不能忽略其重力[1].然后对带电粒子的受力情况进行分析,分析它的运动状态,平衡、加速、减速、直线或是曲线.受力分析的时候有一点一定要明确,那就是电场力的特点：电场力的大小和方向不仅和电场强度有关,还和带电粒子的电量和电性有关,这是和重力不一样的.而且与重力不同的还有,在非匀强电场中,同一带电粒子在不同位置所受电场力的大小乃至方向都有可能不同.
带电粒子在匀强电场中有速度变化,速度变化的过程是功和能量之间的转化过程.分析问题的时候有两个方向：动能定理和能量守恒.如果选择动能定理,要确功的力有那些,它们各自做了多少功,是正功还是负功.如果使用能量守恒定律,则要分析哪些形式的能量在变化,初态和末态的总能量的值是相等的,一种能量的减少必定伴随着另一种能量的增加,且数值上相等.
下面是求解带电粒子在电场中运动的一般思路：
1.分析带电粒子的运动规律,确定粒子的运动方式.
2.如果带电粒子在电场中做直线运动,则可以根据对带电粒子的受力分析与运动分析,从两个方面进行处理：（1）带电粒子如果是在恒定电场力的作用下做直线运动,则可以先应用牛顿第二定律求出加速度,再结合运动定律确定带电粒子的速度,位移等；（2）带电粒子如果是在非匀强电场中做直线运动,则可以先利用动能定理研究过程中的转化关系,然后确定带电粒子的信息.
3.如果带电粒子在电场中作曲线运动,则在高中阶段,该曲线运动一般遵循类平抛运动的规律,可以采用运动的合成与分解的方式进行处理[2].4.列式求解,并对结果进行必要的分析.
下面结合两道例题感受一下.
例 1.如图所示,两块与水平方向成α 角的平行带等量异种电荷的金属板AB与CD,正对放置,板长均为L,有一质量为m、带电量为+q的微粒从金属板A端以速度v0沿水平方向进入两板间,并沿直线从金属板D端射出.
试求：（1）两金属板间电压是多少？
（2）带电微粒从D端射出是的速度为多少[3]？
电场对带电粒子有力的作用,带电粒子在电场中的运动,是一个综合电场力、电势能的力学问题.带电粒子在电场中的运动需要用到的基本定律有匀变速运动的规律、牛顿运动三大定律、曲线运动的合成和分解、能量守恒定律和动能定理.充分地掌握了规律,才能更好的解决问题.
论述论文范文结:
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