1.9带电粒子在电场中的运动.ppt

电学模型 力学分析 带电粒子在电场中势必受到电场力 物体的初速度和所受的合外力决定了物体的运动情况。 1.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. 2.带电微粒：如带电小球、液滴、油滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。 3.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 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且恒定） 静止 匀速直线运动 例题一：如图，带电粒子在匀强电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电? + + + + + + + - - - - - - - F电 mg 若粒子在电场中做匀速直线运动呢？ + + + + + + + - - - - - - - F电 mg 若带电粒子在匀强电场中所受合力不为零，当V0与合力方向在同一直线上时，粒子将做匀变速直线运动 q U m + d - q U m - d + 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的匀加速直线运动。 炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和平行金属板间加以电压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。这个问题有几种解法?哪种解法比较简便? 解法一　运用运动学知识求解 解法二　运用能量知识求解 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！ 若粒子的初速度为零,则: 若粒子的初速度不为零,则: 结论： 由于电场力做功，与电场是否匀强无关,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。 + - 1、电子枪射出电子（不计重力）， 请问电子在各个区域的运动情况？ 2、若要电子能通过电场，能电子枪发射的速度 至少要达到多大？ 电子枪 V0 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 B、电子 C、氘核 D、氦核 例与练 与电量成正比 与比荷平方根成正比 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 M N U d + v与电压平方根成正比 若带电粒子在匀强电场中所受合力不为零，当V0与合力方向不在同一直线上时，粒子将做匀变速曲线运动。 V0 V0 二、带电粒子的偏转 1、受力分析： 电子受到向上的电场力F＝Eq=qU/d 2、运动分析: 电子作类平抛运动。 U L + + + + + + - - - - - - Y d Y′ v0 F V 实验录像：用阴极射线管演示带电粒子在电场中的偏转 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. 所以偏移距离 所以偏移角度 水平方向做匀速直线运动 粒子在与电场垂直的方向上做初速度为零的匀加速运动 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 粒子在与电场平行的方向上做匀速直线运动 推论⑴：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场时,粒子好象是从入射线中点直接射出来的。 θ x θ x α 推论⑵：速度偏向角θ和位移偏向角α的关系 3、如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电势差为U，一个质量为m、电量为q的带电粒子，以初速度v0 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、质量为m、带电量为q的粒子以初速度v从中线垂直进入偏转电场，刚好离开电场，它在离开电场后偏转角正切为0.5，则下列说法中正确的是（ ） A、如果偏转电场的电压为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25 B、如果带电粒子的比荷为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25 C、如果带电粒子的初速度为原来的2倍，