高二物理带电粒子在电场中的运动浅析.ppt

F=qE 复习 引入 学习运用电场强度、电场力等概念研究带电粒子在电场中运动时的加速度、速度、位移等物理量的变化; 学习运用电势差、电场力做功等概念研究带电粒子在电场中运动时的能量的转化. 带电粒子在电场中 要受到哪些力的作用? 通常要受到重力和电场力 新授 一个电子的质量为0.91×10-30 kg, 电荷量e=1.6×10-19 C，当它位于E=5×104V/m的电场中时: 受到的重力G为多大？ 受到的电场力F为多大？ F/G=？你会发现什么？ G=mg=9×10-30N F/G=1×1015 F=qE=8×10-15N 电子、质子、离子等微观带电粒子所受重力一般远小于电场力，重力可以忽略（有说明或暗示除外）。 注意：忽略粒子的重力并不是忽略粒子的质量 3、带电体：是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定. 1、微观带电粒子：如电子、质子、离子等. 带电粒子所受重力一般远小于电场力， 一般都不考虑重力(有说明或暗示除外). 2、宏观带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等. 一般都考虑重力(有说明或暗示除外). 带电体一般可分为两类： 带电粒子在电场中 受电场力 产生加速度 使速度变化 利用电场 使带电粒子 加速 偏转 + + + + + + + + _ _ _ _ _ _ _ _ U U E 加速 匀速 匀速 +qm V0 V=? 1、动力学观点： A B U d E + F v 由牛顿第二定律： 由运动学公式： 初速度不为零呢？ 只适用于匀强电场 一、带电粒子的加速 电场力:F=qE 2、能量观点： A B U d E + v 由动能定理： 适用于 任何电场 一、带电粒子的加速 电场力做功:W=qU 速度v与电势差U、比荷q/m的平方根成正比 与距离d无关 初速度不为零呢？ 用动能定理解题简便 U + - q d 电场力: 加速度: 末速度: 一、带电粒子的加速 小结 1、动力学观点： 运行时间: 2、能量观点： 电场力做功:W=qU 解:根据动能定理得: 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加速后，从金属板的小孔穿出。电子穿出时的速度有多大？设电子刚离开金属丝时的速度为零。 1、下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速后，哪种粒子动能最大 （ ） 哪种粒子速度最大 （ ） A．质子11H． B.氘核12H． C.α粒子24He． D.钠离子（Na+） 例与练 与电量成正比 与比荷平方根成正比 C A 2、如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为m、电量为+q的带电粒子，以极小的初速度由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子到达N板的速度为v，如果要使这个带电粒子到达N板的速度为2v ，则下述方法能满足要求的是 （ ）A、使M、N间电压增加为2U B、使M、N间电压增加为4U C、使M、N间电压不变，距离减半 D、使M、N间电压不变，距离加倍 例与练 M N U d + v与电压平方根成正比 B 3、如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电势差UAB＝100V，一个质量为m=2.0×10-12kg、电量为q=-5.0×10-8C的带电粒子，以初速度v0 =3.0×103m/s由A点运动到B点，求粒子到达B点时的速率。（不计粒子重力） 例与练 A - v0 B q为负 4、如图所示，A、B为平行金属板电容器，两板间的距离为d，在A板的缺口的正上方距离为h的P处，有一静止的、质量为m、带电量为+q的液滴由静止开始自由落下，若要使液滴不落在B板上，两板间的电压U至少为多大？两板间场强E至少为多大？ 例与练 mg mg qE 对全过程由动能定理： 带电粒子以垂直匀强电场的场强方向射入电场。 带电粒子做类似平抛运动。 （1）在沿平行板面方向（垂直电场强度方向，x轴）做 匀速直线运动。 （2）在垂直板面方向（沿电场强度方向，y轴）做 初速度为零的匀加速直线运动。 F X轴 y轴 动能定理： 平行于板面方向: 垂直于板面方向: 动力学基本公式： F X轴 y轴 A B U, m, 该粒子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y: 在y轴： 利用同时性，在x轴： F X轴 y轴 U, m, 该粒子射出电场时偏转的角度θ: 在y轴： 利用同时性，在x轴：