《带电粒子在电场中的运动（第二课时）》课件.pptxVIP

《带电粒子在电场中的运动（第二课时）》;;例题1：

有一个带电粒子以水平方向的初速度进入一个竖直方向的匀强电场区域，在离开电场区域时与刚进入时相比较，这个粒子有哪些变化呢？;;例题2：如图所示，电子由静止开始经加速电场后以速度v0沿平行于板面方向射入竖直方向的偏转电场，AB两板间的电场看做匀强电场。已知极板间的电压U为200V，极板的长度l为6.0cm，两板相距d为2cm，v0为3.0×107m/s。求电子离开偏转电场时沿垂直板面方向的偏移距离Δy、偏转角度θ以及加速电场电压U0。;?;?;;;;;;从右向左看屏幕;从右向左看屏幕;从右向左看屏幕;将曲线运动转化为两个方向的直线运动进行分析。;应用;;(3)结果仍然适用。因为不管是否为匀强电场,静电力做功都可以用W=qU计算,动能定理仍然适用。;【知识归纳】

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.带电粒子在电场中做直线运动问题的分析方法;【典例示范】

例1如图所示,三块平行放置的带电金属薄板A、B、C中央各有一小孔,小孔分别位于O、M、P点。由O点静止释放的电子恰好能运动到P点。现将C板向右平移到P点,则由O点静止释放的电子()

A.运动到P点返回

B.运动到P和P点之间返回

C.运动到P点返回

D.穿过P点;答案A

解析设A、B间电场强度为E1,B、C间电场强度为E2,由O点释放的电子恰好能运动到P点,根据动能定理,有:eE1xOM-eE2xMP=0-0①,B、C板电荷量不变,B、C板间的电场强度为:②,由②知B、C板间的电场强度不随距离的变化而变化,当C板向右平移到P时,B、C板间的电场强度不变,由①知,电子仍然运动到P点返回,故A正确,B、C、D错误。;规律方法分析带电粒子在电场中加速运动的两种思路

(1)牛顿第二定律和运动学公式;;【知识归纳】

带电粒子在匀强电场中的偏转

1.带电粒子在匀强电场中的偏转

(1)条件分析:不计重力的带电粒子以垂直于电场线方向飞入匀强电场。

(2)运动特点:类平抛运动。

(3)处理方法:利用运???的合成与分解。;2.带电粒子在匀强电场中的类平抛偏转的基本规律

设粒子带电荷量为q,质量为m,两平行金属板间的电压为U,板长为l,板间距离为d(忽略重力影响),则有:;3.几个常用推论可类比平抛呀!

(1)tanα=2tanβ。

(2)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于沿初速度方向分位移的中点。

(3)以相同的初速度进入同一个偏转电场的带电粒子,不论m、q是否相同,只要相同,即比荷相同,则偏转距离y和偏转角α相同。;(4)若以相同的初动能Ek0进入同一个偏转电场,只要q相同,不论m是否相同,则偏转距离y和偏转角α相同。

(5)不同的带电粒子经同一加速电场加速后(即加速电压相同),进入同一偏转电场,则偏转距离y和偏转角α相同(,U1为加速电压,U2为偏转电压)。;【典例示范】

例2一束电子流经U=500V的加速电压加速后,在距两极板等距处垂直进入平行板间的匀强电场,如图所示,若两极板间距d=1.0cm,板长l=5.0cm。

(1)要使电子能从平行板间飞出,两个极板上最多能加多大电压?

(2)在保持所加最大电压不变的情况下,将电子流改为质子流,质子能否从两极板间飞出?;规律方法若几种不同的带电粒子经同一电场加速后再进入同一个偏转电场,粒子的侧向位移、偏转角与粒子的q、m无关,仅取决于加速电场和偏转电场,即;变式训练两个半径均为R的圆形平板电极,平行正对放置,相距为d,极板间的电势差为U,板间电场可以认为是匀强电场。一个α粒子从正极板边缘以某一初速度垂直于电场方向射入两极板之间,到达负极板时恰好落在极板中心。已知质子电荷量为e,质子和中子的质量均视为m,忽略重力和空气阻力的影响,求:

(1)极板间的电场强度E。

(2)α粒子在极板间运动的加速度a。

(3)α粒子的初速度v0。;;3.思维方法

(1)注重全面分析(分析受力特点和运动规律),抓住粒子的运动具有周期性和在空间上具有对称性的特征,求解粒子运动过程中的速度、位移、做功或确定与物理过程相关的边界条件。

(2)分析时从两条思路出发,一是力和运动的关系,根据牛顿第二定律及运动学规律分析;二是功能关系。

(3)注意对称性和周期性变化关系的应用。;【典例示范】

例3如图甲所示,两平行正对的金属板A、B间