1.9带电粒子在电场中运动.pptVIP

* 1.9 带电粒子 在电场中的运动 某些带电体是否考虑重力， 要根据题目暗示或运动状态来判定 电场中的带电粒子一般可分为两类： 1、带电的基本粒子：如电子，质子，α粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比在小得多，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）。 2、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。 带电粒子在匀强电场中运动状态： 匀变速直线运动—加速、减速 匀变速曲线运动—偏转 1.平衡 （F合=0） 2.匀变速运动 （F合≠0） 静止 匀速直线运动 如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U。两板间有一带正电荷q的带电粒子。它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负板时的速度有多大？(不考虑粒子的重力） q U m + _ 带电粒子的加速 d 一、带电粒子的加速 1、受力分析: 水平向右的电场力 F＝Eq=qU/d 2、运动分析: 初速度为零，加速度为a=qU/md的向右匀加速直线运动。 F 如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U。两板间有一带正电荷q的带电粒子。它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负板时的速度有多大？(不考虑粒子的重力） q U m + _ 带电粒子的加速 d 一、带电粒子的加速 F 解法一　运用运动学知识求解 如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U。两板间有一带正电荷q的带电粒子。它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负板时的速度有多大？(不考虑粒子的重力） q U m + _ 带电粒子的加速 d 一、带电粒子的加速 F 解法二　运用能量知识求解 如两极板间不是匀强电场该用何种方法求解？为什么？ 由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，第二种方法仍适用！ 思考: 若粒子的初速度为零,则: 若粒子的初速度不为零,则: 例题1：炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板间加以电压U=2500V，发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的小孔穿出。电子射出后的速度有多大？设电子刚从金属丝射出时的速度为零。 解:电子电荷量为e,根据动能定理可得 所以 如图所示,从灯丝逸出的电子,其速度可以认为是零,那么电子通过A板小孔时的动能为 eV,通过B板小孔时的动能为 eV,打到C板时的动能为 eV O A B C 45V 30V 45 45 15 加速 匀速 减速 两块平行的金属板A、B之间的电压是80V，一个电子以100eV的动能从小孔C垂直A板进入电场，该电子能打在B板上吗？如果能打在B板上，它到达B板时的动能有多大？如果要使电子打在B板上时的速度为零,电源电压应为多少V？ 结论： 由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，所以在处理电场对带电粒子的加速问题时，一般都是利用动能定理进行处理。 如图所示，在真空中水平放置一对金属板Y和Y’，板间距离为d。在两板间加以电压U，一电荷量为q质量为m的带电粒子从极板中央以水平速度v0射入电场。试分析带电粒子在电场中的运动情况。(不计粒子的重力) 二、带电粒子的偏转 1、受力分析： 2、运动规律分析: 粒子受到竖直向下的电场力F＝Eq=qU/d 粒子作类平抛运动。 U L + + + + + + - - - - - - Y d Y′ v0 q U L + + + + + + - - - - - - Y d Y′ v0 q x方向：匀速直线运动 Y方向：初速度为零的匀加速直线运动 v0 y 离开电场时的偏转角： 离开电场时偏转量： 推论:粒子从偏转电场中射出时,其速度反向延长线与初速度方向交一点,此点平分沿初速度方向的位移 v vy Φ 解:电子进入偏转电场后,在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动. 加速度 所以偏移距离 所以偏移角度 粒子在与电场平行的方向上做 　　　　初速为零的匀加速运动 结论： 带电粒子初速度垂直于电场方向飞入匀强电场的问题就是一个类平抛的问题 粒子在与电场垂直的方向上做 　　　　　　匀速直线运动 让质子、 、 的混合物沿着与电场垂直的方向进入匀强电场偏转，要使它们的偏转角相同，则这些粒子必须具有相同的( ) A.初速度 B.初动能 C.初动量 D.质量 B 三个α粒子在同一地点沿同一方向垂直飞入同一偏转电场,出现了如图所示的轨迹,由此可以判断( ) A.在b飞离电场的同时,a刚好打在其极板上 B.b和c同时飞