(1)公式U=Ed适用于所有电场.(×)
(2)由U=Ed可知,匀强电场中两点的电势差与这两点的距离成正比.(×)
(3)匀强电场的场强值等于沿电场线方向每单位长度上的电势差值.(√)
(4)沿电场线方向任意相同距离上的电势差必相等.(×)
(5)在匀强电场中,任意两点间的电势差等于场强与这两点间距离的乘积.(×)
二、带电粒子的加速
[导学探究] 两平行金属板间的距离为d,电势差为U.一质量为m、带正电荷q的α粒子(重力忽略不计),在电场力的作用下由静止开始从正极板向负极板运动.
(1)α粒子的加速度是多少?在电场中做何运动?
(2)计算粒子到达负极板时的速度(尝试用不同的方法).
答案 (1)α粒子的加速度为a=,做初速度为零的匀加速直线运动.
(2)方法1 利用动能定理求解.
在带电粒子的运动过程中,电场力对它做的功是W=qU
设带电粒子到达负极板时的速率为v,其动能可以写为Ek=mv2
由动能定理可知mv2=qU
于是求出v=.
方法2 利用牛顿定律结合运动学公式求解.
设粒子到达负极板时所用时间为t,则
d=at2
v=at
a=
联立解得v=.
[知识梳理]
1.带电粒子的分类及受力特点
(1)电子、质子、α粒子、离子等基本粒子,一般都不考虑重力.
(2)质量较大的微粒:带电小球、带电油滴、带电颗粒等,除有说明或有明确的暗示外,处理问题时一般都不能忽略重力.
2.分析带电粒子在电场力作用下的加速运动,有两种方法:
(1)利用牛顿第二定律F=ma和运动学公式,只能用来分析带电粒子的匀变速运动.