帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)下

1、主講人：董春雪主講人：董春雪 1.9 帶電粒子在電帶電粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)(下下) 知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備 1、動(dòng)能定理：、動(dòng)能定理：W=Ek2-Ek1 2、牛頓第二定律：、牛頓第二定律： F=ma 速度公式：速度公式： V=V0+at 3、平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律方法一：運(yùn)動(dòng)和力觀點(diǎn)方法一：運(yùn)動(dòng)和力觀點(diǎn)1 1、分析帶電粒子的受力情況、分析帶電粒子的受力情況 F= F=EqEq 方向豎直向下方向豎直向下2 2、粒子將做怎樣的運(yùn)動(dòng)？、粒子將做怎樣的運(yùn)動(dòng)？ 初速度為初速度為V V0 0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的勻加速直線運(yùn)動(dòng)3 3、類似的運(yùn)動(dòng)？、類似的運(yùn)動(dòng)？平拋運(yùn)動(dòng)平拋運(yùn)動(dòng)4 4A A、粒子運(yùn)動(dòng)的加速

2、度、粒子運(yùn)動(dòng)的加速度B B、粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間、粒子在電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)水平方向勻速直線運(yùn)動(dòng)C C、數(shù)值分速度、數(shù)值分速度mqEmFa0tvL0vmvEqlatyD D、粒子在離開電場(chǎng)、粒子在離開電場(chǎng)時(shí)豎直方向上的側(cè)移時(shí)豎直方向上的側(cè)移 E E、粒子離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度、粒子離開電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度5 5、拓展：、拓展： 電勢(shì)差電勢(shì)差U U1 12022221mvqElaty202120222221mdvlqUmvqElaty00tanmvEqtvat010tandmvqtUvat方法二：功能觀點(diǎn)方法二：功能觀點(diǎn)A A、粒子從、粒子從A A到到B B應(yīng)應(yīng)用動(dòng)能定理用動(dòng)能定理B

3、 B、粒子從、粒子從A A運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到B B電場(chǎng)力所做的功電場(chǎng)力所做的功C C、粒子運(yùn)動(dòng)到、粒子運(yùn)動(dòng)到B B點(diǎn)點(diǎn)的速度的速度qEdFlW221mvqEd mqEdv2mqEmFaC、粒子運(yùn)動(dòng)的加速度、粒子運(yùn)動(dòng)的加速度D、粒子運(yùn)動(dòng)到、粒子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的速度點(diǎn)的速度mdqUmFa022vadmqUadV22方法二 A、粒子從、粒子從A到到B應(yīng)用應(yīng)用動(dòng)能定理動(dòng)能定理 B、粒子從、粒子從A運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到B電場(chǎng)力所做的功電場(chǎng)力所做的功 C、粒子運(yùn)動(dòng)到、粒子運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)點(diǎn)的速度的速度2210mvEWkqUW 221mvqU mqUv2上述問(wèn)題中，如果中間的電場(chǎng)不再均勻，上面的兩種方法是否依然適用？為什么？ 由于

4、由于U=Ed公式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，故第一種公式只適用于勻強(qiáng)電場(chǎng)，故第一種方法不適用方法不適用由于電場(chǎng)力做功與場(chǎng)強(qiáng)是否勻強(qiáng)無(wú)關(guān)，與運(yùn)由于電場(chǎng)力做功與場(chǎng)強(qiáng)是否勻強(qiáng)無(wú)關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無(wú)關(guān)，第二種方法仍適用！動(dòng)路徑也無(wú)關(guān)，第二種方法仍適用！如圖所示，在真空中有一對(duì)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(chǎng)力的作用下，由靜止開始從正極板向負(fù)極板運(yùn)動(dòng)，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 的帶 電 粒 子 的加速加速 d d法一法一運(yùn)動(dòng)和力觀點(diǎn)運(yùn)動(dòng)和力觀點(diǎn) ：mdqUmqEmFamqUmdqUdadV222由牛頓第二定律：由牛頓第二定律：由運(yùn)動(dòng)學(xué)

5、公式：由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：adv202加速度是連接力與運(yùn)動(dòng)的中間變量加速度是連接力與運(yùn)動(dòng)的中間變量強(qiáng)調(diào)強(qiáng)調(diào) 法二法二做功和能觀點(diǎn)做功和能觀點(diǎn) ：0kEW221mvqU mqUv2電場(chǎng)力做功：電場(chǎng)力做功：qUW 只涉及了初末狀態(tài)，而沒(méi)有考只涉及了初末狀態(tài)，而沒(méi)有考慮中間過(guò)程慮中間過(guò)程強(qiáng)調(diào)強(qiáng)調(diào)動(dòng)能定理：動(dòng)能定理： 由于電場(chǎng)力做功與場(chǎng)強(qiáng)是否勻由于電場(chǎng)力做功與場(chǎng)強(qiáng)是否勻強(qiáng)無(wú)關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無(wú)關(guān)，第強(qiáng)無(wú)關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無(wú)關(guān)，第二種方法仍適用！二種方法仍適用！上述問(wèn)題中，如果兩極板是其它形上述問(wèn)題中，如果兩極板是其它形狀，中間的電場(chǎng)不再均勻，上面的結(jié)狀，中間的電場(chǎng)不再均勻，上面的結(jié)果是否依然適用？為什么？果是否依然適用？為什么？ 所以所以解：設(shè)電子從發(fā)射到穿出金屬板過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)電解：設(shè)電子從發(fā)射到穿出金屬板過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)電 子做功為子做功為 W，穿出時(shí)速度為，穿出時(shí)速度為V,則則電場(chǎng)力做功：電場(chǎng)力做功：W=qU=eU 動(dòng)能定理：動(dòng)能定理：W=Ek2Ek1 eU=解得解得 = = =sm3019109 . 02500106 . 12v例題一例題一meU2221mvsm7100 . 3 所以所以解：設(shè)粒子從解：設(shè)粒子從A運(yùn)動(dòng)到運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)粒子做功為過(guò)程中電場(chǎng)力對(duì)粒子做功為 W，穿出時(shí)速度為，穿出時(shí)速度為V,則則電場(chǎng)力做功：電場(chǎng)力做功：W=qUAB=qU 動(dòng)