《帶電粒子在電場中運(yùn)動》人教版課件.ppt

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1、1.9帶電粒子在電場中的運(yùn)動某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動狀態(tài)來判定電場中的帶電粒子一般可分為兩類：1、帶電的基本粒子：如電子，質(zhì)子，α粒子，正負(fù)離子等。這些粒子所受重力和電場力相比都小得多，除非有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質(zhì)量）。2、帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。帶電粒子在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動狀態(tài)：勻變速直線運(yùn)動—加速、減速勻變速曲線運(yùn)動—偏轉(zhuǎn)1.平衡（F合=0）2.勻變速運(yùn)動（F合≠0）靜止勻速直線運(yùn)動如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，兩板間

2、加以電壓U。兩板間有一帶正電荷q的帶電粒子。它在電場力的作用下，由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動，到達(dá)負(fù)板時(shí)的速度有多大？(不考慮粒子的重力）qUm+_帶電粒子的加速d一、帶電粒子的加速1、受力分析:水平向右的電場力F＝Eq=qU/d2、運(yùn)動分析:初速度為零，加速度為a=qU/md的向右勻加速直線運(yùn)動。F如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，兩板間加以電壓U。兩板間有一帶正電荷q的帶電粒子。它在電場力的作用下，由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動，到達(dá)負(fù)板時(shí)的速度有多大？(不考慮粒子的重力）qUm+_帶電粒子的加速d一、帶電粒子的加速F解法一

3、　運(yùn)用運(yùn)動學(xué)知識求解如圖所示，在真空中有一對平行金屬板，兩板間加以電壓U。兩板間有一帶正電荷q的帶電粒子。它在電場力的作用下，由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動，到達(dá)負(fù)板時(shí)的速度有多大？(不考慮粒子的重力）qUm+_帶電粒子的加速d一、帶電粒子的加速F解法二　運(yùn)用能量知識求解如兩極板間不是勻強(qiáng)電場該用何種方法求解？為什么？由于電場力做功與場強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動路徑也無關(guān)，第二種方法仍適用！思考:若粒子的初速度為零,則:若粒子的初速度不為零,則:例題1：熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在金屬絲和金屬板間加以電壓U=2500V，發(fā)射出的電子在真

4、空中被加速后，從金屬板的小孔穿出。電子射出后的速度有多大？設(shè)電子剛從金屬絲射出時(shí)的速度為零。解:電子電荷量為e,根據(jù)動能定理可得所以如圖所示,從燈絲逸出的電子,其速度可以認(rèn)為是零,那么電子通過A板小孔時(shí)的動能為eV,通過B板小孔時(shí)的動能為eV,打到C板時(shí)的動能為eVOABC45V30V454515加速勻速減速兩塊平行的金屬板A、B之間的電壓是80V，一個(gè)電子以100eV的動能從小孔C垂直A板進(jìn)入電場，該電子能打在B板上嗎？如果能打在B板上，它到達(dá)B板時(shí)的動能有多大？如果要使電子打在B板上時(shí)的速度為零,電源電壓應(yīng)為多少V？結(jié)論：由于電

5、場力做功與場強(qiáng)是否勻強(qiáng)無關(guān)，與運(yùn)動路徑也無關(guān)，所以在處理電場對帶電粒子的加速問題時(shí)，一般都是利用動能定理進(jìn)行處理。如圖所示，在真空中水平放置一對金屬板Y和Y’，板間距離為d。在兩板間加以電壓U，一電荷量為q質(zhì)量為m的帶電粒子從極板中央以水平速度v0射入電場。試分析帶電粒子在電場中的運(yùn)動情況。(不計(jì)粒子的重力)二、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)1、受力分析：2、運(yùn)動規(guī)律分析:粒子受到豎直向下的電場力F＝Eq=qU/d粒子作類平拋運(yùn)動。UL++++++------YdY′v0qUL++++++------YdY′v0qx方向：勻速直線運(yùn)動Y方向：初速度

6、為零的勻加速直線運(yùn)動v0y離開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角：離開電場時(shí)偏轉(zhuǎn)量：推論:粒子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時(shí),其速度反向延長線與初速度方向交一點(diǎn),此點(diǎn)平分沿初速度方向的位移vvyΦ解:電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場后,在豎直方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動.加速度所以偏移距離所以偏移角度粒子在與電場平行的方向上做初速為零的勻加速運(yùn)動結(jié)論：帶電粒子初速度垂直于電場方向飛入勻強(qiáng)電場的問題就是一個(gè)類平拋的問題粒子在與電場垂直的方向上做勻速直線運(yùn)動讓質(zhì)子、、的混合物沿著與電場垂直的方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場偏轉(zhuǎn)，要使它們的偏轉(zhuǎn)角相同，則這些粒子必須具有相同的()A.初速度B.初動

7、能C.初動量D.質(zhì)量B三個(gè)α粒子在同一地點(diǎn)沿同一方向垂直飛入同一偏轉(zhuǎn)電場,出現(xiàn)了如圖所示的軌跡,由此可以判斷()A.在b飛離電場的同時(shí),a剛好打在其極板上B.b和c同時(shí)飛離電場C.進(jìn)入電場時(shí),c的速度最大,a的速度最小D.動能的增加值c最小,a和b一樣大ACDabc如圖所示,相距為d長度為l的平行板AB加上電壓后,可在A、B之間的空間中產(chǎn)生電場,在A、B左端距AB等距離處的O點(diǎn),有一電量為+q質(zhì)量為m的粒子以初速度V0沿水平方向(與A、B板平行)射入.不計(jì)重力,要使此粒子能從C處射出,則A、B間的電壓應(yīng)為()A.B.C.D.AVo+

8、+++++++--------dABOC如圖所示,兩極板與電源相連接,電子從負(fù)極板邊緣垂直電場方向射入勻強(qiáng)電場,且恰好從正極板邊緣飛出,現(xiàn)在使電子射入速度變?yōu)樵瓉淼膬杀?而電子仍從原來位置射入,且仍從正極板邊緣飛出,則兩極板間距離就變