1、例析带电粒子重力是否忽略问题在做有关带电粒子在电场中运动的习题中,同学们对于带电粒子重力是否忽略问题觉得非常棘手,在所讨论的问题中,若带电粒子受到的重力远远小于电场力时,则可忽略重力的影响譬如一电子在电场强度为 4103V/m 的电场中,它所受的电场力FeE 6.410-16N,它所受重力 Gmg=9.010 -30N,G/F=1.410 -14,可见重力在此问题上的影响微不足道,可略去不计,但是忽略重力并不是忽略质量;若带电粒子所受的重力跟电场力可以比拟,重力则不能忽略例如,在密立根油滴实验中,带电油滴在电场中平衡,必须考虑重力总之,是否考虑带电粒子的重力需根据具体情况而定,一般来说:(1)
2、基本粒子:如电子、质子、 粒子、离子等不考虑重力,除非有说明或有明确的暗示(2)带电微粒:如液滴、油滴、尘埃、小球等,不能忽略重力,除非有说明或有暗示例 1 如图所示,电子以 v0 速度沿与电场垂直方向从 A 点飞进匀强电场,并且从另一端 B 沿与场强方向成 1500 角飞出,那么 A、B 两点的电势差是多少?解:电子重力不计,在电场中运动过程中,只受电场力,所以做 类平抛运动,电子在 B 处的速度可分解为水平速度和竖直速度,根据三 角形关系可知: ,电子在电场中运动过程中,根据动0026cosvv能定理得: ,又由于 A 点电势比 B 点电势低,所以20031meUmvab230例 2 如图
3、所示,匀强电场方向水平向右,一带电微粒沿笔直的虚线在电场中斜向上运动,则该微粒在从 A 运动到 B 的过程中,其能量变化为A 动能增大,电势能减小B 动能减小,电势能减小C 动能减小,电势能增大D 动能增大,电势能增大解:微粒沿直线从 A 运动到 B,说明微粒所受合外力方向沿着这条直线,若微粒只受电场力,将作曲线运动,所以可判断微粒重力不能忽略微粒在运动过程中受重力、电场力,合力方向只能与 AB 方向相反,所以电场力方向与场强方向相反,可知,在此过程中,合力做负功,动能减小,电场力做负功,电势能增大例 3 如图所示,带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间,距下板0.8cm,两板间的电势差为 300V,如果两板间电势差减小到 60V,则带电小球运动到极板上需多长时间?解:小球所以考虑重力v01500ABEhd+静止时小球所受重力和电场力平衡: mg = F qdU1电势差减小到 60V 时,F 合 mgEq = mg = 4mg/5,所以小球的加速度2a = 4g/5小球向下做匀加速运动, 21thsah2105.4 mgF