帶電粒子在電場中的運動下

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中的運動場中的運動(下下) 知識準備知識準備 1、動能定理：、動能定理：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、平拋運動規(guī)律、平拋運動規(guī)律方法一：運動和力觀點方法一：運動和力觀點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、粒子將做怎樣的運動？、粒子將做怎樣的運動？ 初速度為初速度為V V0 0的勻加速直線運動的勻加速直線運動3 3、類似的運動？、類似的運動？平拋運動平拋運動4 4A A、粒子運動的加速

2、度、粒子運動的加速度B B、粒子在電場中的運動時間、粒子在電場中的運動時間水平方向勻速直線運動水平方向勻速直線運動C C、數(shù)值分速度、數(shù)值分速度mqEmFa0tvL0vmvEqlatyD D、粒子在離開電場、粒子在離開電場時豎直方向上的側移時豎直方向上的側移 E E、粒子離開電場時的偏轉角度、粒子離開電場時的偏轉角度5 5、拓展：、拓展： 電勢差電勢差U U1 12022221mvqElaty202120222221mdvlqUmvqElaty00tanmvEqtvat010tandmvqtUvat方法二：功能觀點方法二：功能觀點A A、粒子從、粒子從A A到到B B應應用動能定理用動能定理B

3、 B、粒子從、粒子從A A運動到運動到B B電場力所做的功電場力所做的功C C、粒子運動到、粒子運動到B B點點的速度的速度qEdFlW221mvqEd mqEdv2mqEmFaC、粒子運動的加速度、粒子運動的加速度D、粒子運動到、粒子運動到B點的速度點的速度mdqUmFa022vadmqUadV22方法二 A、粒子從、粒子從A到到B應用應用動能定理動能定理 B、粒子從、粒子從A運動到運動到B電場力所做的功電場力所做的功 C、粒子運動到、粒子運動到B點點的速度的速度2210mvEWkqUW 221mvqU mqUv2上述問題中，如果中間的電場不再均勻，上面的兩種方法是否依然適用？為什么？ 由于

4、由于U=Ed公式只適用于勻強電場，故第一種公式只適用于勻強電場，故第一種方法不適用方法不適用由于電場力做功與場強是否勻強無關，與運由于電場力做功與場強是否勻強無關，與運動路徑也無關，第二種方法仍適用！動路徑也無關，第二種方法仍適用！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極板運動，到達負板時的速度有多大？(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法一法一運動和力觀點運動和力觀點 ：mdqUmqEmFamqUmdqUdadV222由牛頓第二定律：由牛頓第二定律：由運動學

5、公式：由運動學公式：adv202加速度是連接力與運動的中間變量加速度是連接力與運動的中間變量強調(diào)強調(diào) 法二法二做功和能觀點做功和能觀點 ：0kEW221mvqU mqUv2電場力做功：電場力做功：qUW 只涉及了初末狀態(tài)，而沒有考只涉及了初末狀態(tài)，而沒有考慮中間過程慮中間過程強調(diào)強調(diào)動能定理：動能定理： 由于電場力做功與場強是否勻由于電場力做功與場強是否勻強無關，與運動路徑也無關，第強無關，與運動路徑也無關，第二種方法仍適用！二種方法仍適用！上述問題中，如果兩極板是其它形上述問題中，如果兩極板是其它形狀，中間的電場不再均勻，上面的結狀，中間的電場不再均勻，上面的結果是否依然適用？為什么？果是否依然適用？為什么？ 所以所以解：設電子從發(fā)射到穿出金屬板過程中電場力對電解：設電子從發(fā)射到穿出金屬板過程中電場力對電 子做功為子做功為 W，穿出時速度為，穿出時速度為V,則則電場力做功：電場力做功：W=qU=eU 動能定理：動能定理：W=Ek2Ek1 eU=解得解得 = = =sm3019109 . 02500106 . 12v例題一例題一meU2221mvsm7100 . 3 所以所以解：設粒子從解：設粒子從A運動到運動到B過程中電場力對粒子做功為過程中電場力對粒子做功為 W，穿出時速度為，穿出時速度為V,則則電場力做功：電場力做功：W=qUAB=qU 動