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带电粒子在电场中加速与偏
带电粒子在电场中的加速与偏转 ⑴.若带电粒子在电场中所受合力为零时,即∑F=0时,粒子将保持静止状态或匀速直线运动状态。 * 例 :带电粒子在电场中处于静止状态,该粒子带正电还是负电? + + + + + + + + + + - - - - - - -- - - - F电 带电体带负电。 mg 一.带电粒子在电场中的加速 若不计粒子重力,则该粒子沿电场线做匀加速直线运动。 由动能定理得: 由此可得:此粒子到达负极板时的速度为: 【思考】对比两种解法,哪种方法更简洁? 解:根据动能定理得: 例一.炽热的金属丝可以发射电子,其质量为0.91×10-30kg。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。 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) A - v0 B q为负 强化练习 在点电荷+Q的电场中有A、B两点,将质子和α粒子分别从A点由静止释放,已知质子和α粒子的电性相同,带电量之比为1:2,质量之比为1:4,则到达B点时,它们的速度大小之比为多少? Q A B 解:质子和α粒子从A到B运动过程中,分别应用动能定理得 ① ② 联立①②两式可解出它们到达B点时的速度大小之比为 · · 例二: 【练习】下列粒子从初速度为零的状态经过电压为U的电场后,哪种粒子的速度最大? 质量数(质子数与中子数的总和) 质子数 √ 2、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 D B 二.带电粒子在电场中的偏转 带电粒子在电场中作类平抛运动 时 间: 加速度: 电场方向的位移: 电场方向的速度: 出电场时的方向: 如图所示,在真空中竖直放置一对金属板x和x’,加电压U1;水平放置一对金属板Y和Y’,板间距离为d。加电压U2,一电荷量为-q质量为m的带电粒子从x极板由静止出发。试分析带电粒子的运动情况。(不计粒子的重力) + + + + + + - - - - - - + _ U1 U2 -q m 物理模型:先加速 后偏转 L v0 v 加速 偏转 * *
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