帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)

帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)第1頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、帶電粒子的加速（1）運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析：運(yùn)動(dòng)方向與電場(chǎng)力方向一致。（2）功能觀點(diǎn)分析：粒子動(dòng)能變化量等于電勢(shì)能的變化量。處理方法：第2頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期一例1、如圖，水平放置的A、B兩平行板相距h，上板A帶正電，現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球在B板下方距離為H處，以初速v0豎直向上從B板小孔進(jìn)入板間電場(chǎng)，欲使小球剛好打到A板，A、B間電勢(shì)差UAB應(yīng)為多大？hHv0AB解析：小球在B下方只受重力作用，做豎直上拋運(yùn)動(dòng)；進(jìn)入電場(chǎng)受向下的電場(chǎng)力和重力作用，做勻減速直線運(yùn)動(dòng)。第一過(guò)程：第二過(guò)程：解方程得：第3頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期一例1、如圖，水平放置的A、B兩平行板相距h，上板A帶正電，現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電量為+q的小球在B板下方距離為H處，以初速v0豎直向上從B板小孔進(jìn)入板間電場(chǎng)，欲使小球剛好打到A板，A、B間電勢(shì)差UAB應(yīng)為多大？hHv0AB解法2：將動(dòng)能定理用于全過(guò)程，重力和電場(chǎng)力都做負(fù)功，則由W=△EK

得：整理得：第4頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期一例2、如圖，帶負(fù)電的小球靜止在水平放置的平行板電容器兩板間，距下板0.8厘米，兩板間的電勢(shì)差為300伏，如果兩板間的電勢(shì)差減小到60伏，則帶電小球運(yùn)動(dòng)到極板上需多少時(shí)間？hd解析：以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，電勢(shì)差U1=300V時(shí)，小球平衡；mg=qU1/d當(dāng)U2=60V時(shí)，小球向下做勻加速直線運(yùn)動(dòng)；mg-qU2/d=ma由h=at2/2求出時(shí)間t。第5頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3、帶電粒子的偏轉(zhuǎn)（限于勻強(qiáng)電場(chǎng)）（1）運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析：帶電粒子以速度V0垂直于電場(chǎng)線方向進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，受到與初速度垂直的恒定的電場(chǎng)力作用，而做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)。（軌跡為拋物線）（2）處理方法：①沿初速度方向?yàn)樗俣葹閂0的勻速直線運(yùn)動(dòng)；②沿電場(chǎng)力方向?yàn)槌跛俣葹榱愕膭蚣铀僦本€運(yùn)動(dòng)；v0Ldθ第6頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（3）基本公式①加速度：②運(yùn)動(dòng)時(shí)間：③離開(kāi)電場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)量：④偏轉(zhuǎn)角：說(shuō)明：①注意粒子的重力是否可以忽略；②注意由能量角度分析確定粒子初、末位置的電勢(shì)差即Uy=yU/d；③由y=tgθ的表達(dá)式可以推出：將粒子速度方向反向延長(zhǎng)，必通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)的中點(diǎn)，即y=l/2×tgθ。④由tgθ的表達(dá)式可知：同性質(zhì)的帶電粒子在同一加速電場(chǎng)中射入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，射出方向一致，與粒子無(wú)關(guān)。v0Ldθ第7頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期一例3、如圖，A、B兩個(gè)帶電質(zhì)點(diǎn)（不計(jì)重力），qa：qb=3：1，它們以相同的初速度垂直于場(chǎng)強(qiáng)方向進(jìn)入電場(chǎng)，A質(zhì)點(diǎn)落在N板中點(diǎn)，B質(zhì)點(diǎn)落在N板的邊緣，則：（1）A、B兩質(zhì)點(diǎn)質(zhì)量之比；（2）A、B兩質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能增量之比；（3）A、B兩質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量增量之比；解析：（1）由a、x、y推出m，從而推出比值；（2）由質(zhì)點(diǎn)垂直方向上的速度比和質(zhì)量比的乘積得出動(dòng)能的比；或直接由電場(chǎng)力所做的功等于動(dòng)能的增量求得；（3）由垂直方向上速度比與質(zhì)量比的乘積得出；（3/4）（3/1）（3/2）++++++++++-----------MNv0AB第8頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期一例4、一束電子流經(jīng)U=500V的加速電壓加速后，在距兩極板等距處垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)，若兩板間d=1.0cm，板長(zhǎng)L=5.0cm，那么要使電子能從平行板間飛出，兩個(gè)極板上最多能加多大的電壓？Uv0Ld解析：加速過(guò)程由動(dòng)能定理求出加速后的速度；進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后求出偏轉(zhuǎn)距離；根據(jù)能飛出的條件y≤d/2得出所加電壓的大小。4、帶電粒子在電場(chǎng)中先加速后偏轉(zhuǎn)第9頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期一例5、如圖，在方向水平的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，一不可伸長(zhǎng)的細(xì)線一端連著一個(gè)質(zhì)量為m的小球，另一端固定在O點(diǎn)，把小球拉起至細(xì)線與場(chǎng)強(qiáng)平行，然后無(wú)初速度釋放，已知小球擺到最底點(diǎn)的另一側(cè)，線與豎直方向的最大夾角為θ，求小球經(jīng)過(guò)最底點(diǎn)時(shí)細(xì)線對(duì)小球的拉力。第10頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期一1、有兩個(gè)帶電小球m1和m2，帶電量分別為+Q1和+Q2，沿同一直線相向運(yùn)動(dòng)，當(dāng)它們相距r時(shí)，速率分別為v1和v2，電勢(shì)能為E，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電勢(shì)能的最大值為多少？提示：總動(dòng)能與電勢(shì)能之和守恒，兩小球最接近時(shí)速度相等，動(dòng)能最小，電勢(shì)能最大。練習(xí):第11頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星期一2、如圖：在xoy平面以下區(qū)域?yàn)閯驈?qiáng)電場(chǎng)，場(chǎng)強(qiáng)為E，方向豎直向上，在xoy以上無(wú)電場(chǎng)，有一質(zhì)量為m的帶電量為+q的小球從離xoy上方高為h處自由下落，然后進(jìn)入電場(chǎng)。設(shè)qE>m，求：（1）小球下落到最低處的z坐標(biāo)值。（2）小球完成一次周期性運(yùn)動(dòng)所需的時(shí)間。zyxohE第12頁(yè)，共13頁(yè)，2023年，2月20日，星