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帶電粒子在電場中運動的綜合應(yīng)用:

1、帶電粒子在電場中的平衡問題：
帶電粒子在電場中處于靜止或勻速直線運動狀態(tài)時，則粒子在電場中處于平衡狀態(tài)。假設(shè)勻強電場的兩極板間的電壓為U，板間的距離為d，則：mg=qE=

，有q=

。
2、帶電粒子在電場中的加速問題：
帶電粒子在電場中加速，若不計粒子的重力，則電場力對帶電粒子做功等于帶電粒子動能的增量。

3、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)問題：
帶電粒子以垂直勻強電場的場強方向進入電場后，做類平拋運動。
垂直于場強方向做勻速直線運動：V_x=V₀，L=V₀t；
平行于場強方向做初速為零的勻加速直線運動：

，

，偏轉(zhuǎn)角：

。
4、粒子在交變電場中的往復運動
當電場強度發(fā)生變化時，由于帶電粒子在電場中的受力將發(fā)生變化，從而使粒子的運動狀態(tài)發(fā)生相應(yīng)的變化，粒子表現(xiàn)出來的運動形式可能是單向變速直線運動，也可能是變速往復運動。帶電粒子是做單向變速直線運動，還是做變速往復運動主要由粒子的初始狀態(tài)與電場的變化規(guī)律（受力特點）的形式有關(guān)。

①若粒子（不計重力）的初速度為零，靜止在兩極板間，再在兩極板間加上甲圖的電壓，粒子做單向變速直線運動；若加上乙圖的電壓，粒子則做往復變速運動。
②若粒子以初速度為v₀從B板射入兩極板之間，并且電場力能在半個周期內(nèi)使之速度減小到零，則甲圖的電壓能使粒子做單向變速直線運動；則乙圖的電壓也不能粒子做往復運動。所以這類問題要結(jié)合粒子的初始狀態(tài)、電壓變化的特點及規(guī)律、再運用牛頓第二定律和運動學知識綜合分析。
注：是否考慮帶電粒子的重力要根據(jù)具體情況而定，一般說來：
①基本粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等除有說明或有明確的暗示以外，一般都不考慮重力（但并不忽略質(zhì)量）；
②帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或有明確的暗示以外，一般都不能忽略重力。

電場中無約束情況下的勻速圓周運動:

1．物體做勻速圓周運動的條件從力與運動的關(guān)系來看，物體要做勻速圓周運動，所受合外力必須始終垂直于物體運動的方向，而且大小要恒等于物體所需的向心力。岡此，物體做勻速圓周運動時必須受到變力的作用，或者不受恒力的作用，或者恒力能被平衡。
2．在靜電力作用下的勻速圓周運動在不考慮帶電粒子的重力作用時，帶電粒子有兩種情況可以做勻速圓周運動。
(1)在帶有異種電荷的同定點電荷周圍。
(2)在等量同種點電荷的中垂面上，運動電荷與場源電荷異性。在這種情境中，還要求運動電荷所具有的初速度要與所受到的電場力垂直，且滿足合外力等于所需向心力的條件。否則運動電荷可能做直線運動、橢圓運動等。
3．有重力參與的勻速圓周運動重力是一恒力，帶電粒子要做勻速圓周運動，重力必須被平衡，一種方式是利用水平支撐面的彈力，一種方式是利用變化的電場力的某一分力。

帶電粒子所受重力的處理方法:

是否考慮重力要依據(jù)具體情況而定：
(1)微觀粒子：如電子、質(zhì)子、α粒子、離子等，除有說明或明確的暗示外，一般不考慮重力(但不能忽略質(zhì)量)。
(2)帶電顆粒：如液滴、油滴、塵埃、小球等，除有說明或明確的暗示外，一般都不能忽略重力。
(3)有些情況下是否考慮粒子的重力需要用假設(shè)法從粒子的運動上來分析，若考慮粒子的重力，粒子的運動與題目給定的運動狀態(tài)不符合，則不需考慮重力；若不考慮粒子所受到的重力，粒子不能完成題目給定的運動過程就必須考慮重力。
(4)在給定具體數(shù)據(jù)的情況下還可以通過定量計算來選擇是否考慮重力的作用，一般說來重力與電場力相差兩個甚至兩個以上的數(shù)量級，粒子的重力就可以忽略。

勻強電場與重力場的復合場問題的處理方法:

1．動力學觀點的兩種方法
(1)正交分解法：處理這種運動的基本思想與處理偏轉(zhuǎn)運動是類似的，可以將此復雜的運動分解為兩個互相正交的比較簡單的直線運動，然后再按運動合成的觀點去求出復雜運動的有關(guān)物理量。
(2)等效“重力”法：將重力與電場力進行合成，如圖所示，則等效于“重力”，等效于“重力加速度”

的方向，等效于“重力”的方向，即在重力場中豎直向下的方向。
2．功能觀點的解決方法
(1)從功能觀點出發(fā)分析帶電粒子的運動問題時，在對帶電粒子受力情況和運動情況進行分析的基礎(chǔ)上，再考慮應(yīng)用恰當?shù)囊?guī)律解題。如果選用動能定理，要分清有幾個力做功，做正功還是負功，是恒力做功還是變力做功，以及初、未狀態(tài)的動能。
(2)如果選用能垃守恒定律解題，要分清有多少種形式的能參與轉(zhuǎn)化，哪種形式的能增加，哪種形式的能減少，并注意電場力做功與路徑無關(guān)。

帶電粒子在交變電場中運動問題的解決方法:

帶電粒子在極板問加速或偏轉(zhuǎn)時，若板間所加電壓為一交變電壓，則粒子在板間的運動可分兩種情況處理：一是粒子在板間運動時間t遠小于交變電壓的周期T；二是粒子在板間運動時間t與交變電壓變化周期 T相差不大甚至t>T。
第一種情況下需采用近似方法處理，可認為在粒子運動的整個過程的短暫時問內(nèi)，板間電壓恒等于粒子入射時的電壓，即在粒子運動過程中，板間電壓按恒壓處理，且等于粒子入射時的瞬時電壓。
第二種情況下粒子的運動過程較為復雜，可借助于粒子運動的速度圖像。物理圖像是表達物理過程、規(guī)律的基本工具之一，用圖像反映物理過程、規(guī)律，具有直觀、形象的特點，帶電粒子在交變電場中運動時，受電場力作用，其加速度、速度等均做周期性變化，借助圖像來描述它在電場中的運動情況，可直觀展示物理過程，從而獲得啟迪，快捷地分析求解。在有交變電場作用下帶電粒子運動的問題中，有一類重要問題是判定帶電粒子能從極板間穿出的條件或側(cè)移量、偏轉(zhuǎn)角范圍等問題。而解決此類問題的關(guān)鍵是找出粒子恰好能從板間飛出的臨界狀態(tài)：恰好從極板邊緣飛出，并將其轉(zhuǎn)換為臨界狀態(tài)方程。

帶電粒子在接地極板間運動問題的解決方法:

當粒子在平行金屬板間運動時，若一個極板接地，會對粒子的運動造成什么影響呢?這需分兩種情況來考慮：
(1)粒子運動過程巾與極板之間無接觸，極板接地只是確定極板電勢的高低，這種情況下極板接地與否對粒子的運動不產(chǎn)生影響。
(2)一個極板接地，當運動電荷與另一極板接觸而使電荷量變化，則接地的極板也就會與大地之問發(fā)生電荷的轉(zhuǎn)移，從而確保兩極板所帶電荷量相等，但電荷量變化時，極間電場也隨之發(fā)生變化。

本文來自：逍遙右腦記憶 http://douzifanli.com/gaozhong/318731.html

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高中物理知識點：帶電粒子在電場中運動的綜合應(yīng)用

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