專題帶電粒子在勻強電場中的運動

專題帶電粒子在勻強電場中的運動第1頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月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，正負離子等。這些粒子所受重力和電場力相比小得多，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。3、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運動狀態(tài)來判定第2頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月帶電粒子在勻強電場中受力情況：運動情況：受到恒定的電場力

做勻變速運動第3頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月一.帶電粒子在電場中的加速E1（加速電壓）用動能定理分析用牛頓運動定律分析第4頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月qUm+_帶電粒子的加速

d1、受力分析:2、運動分析:

水平向右的電場力

F＝Eq=qU/d初速度為零，加速度為a=qU/md的向右勻加速直線運動。解法一運用運動學知識求解解法二運用能量知識求解第5頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月思考題如兩極板間不是勻強電場該用何種方法求解？為什么？

由于電場力做功與場強是否勻強無關(guān)，與運動路徑也無關(guān)，第二種方法仍適用！第6頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月

結(jié)論：由于電場力做功與場強是否勻強無關(guān)，與運動路徑也無關(guān)，所以在處理電場對帶電粒子的加速問題時，一般都是利用動能定理進行處理。第7頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月例1題、下列粒子由靜止經(jīng)加速電壓為U的電場加速后，哪種粒子動能最大（）哪種粒子速度最大（）

A、質(zhì)子B、氚核

C、氘核D、氦核

與電量成正比與比荷平方根成正比e/me/3me/2m2e/4mAD第8頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月例2：如圖所示，在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運動，則關(guān)于電子在兩板間的運動情況，下列敘述正確的是：()A.兩板間距越大，加速的時間越長B.兩板間距離越小，加速度就越大，則電子到達Q板時的速度就越大C.電子到達Q板時的速度與板間距離無關(guān)，僅與加速電壓有關(guān)D.電子的加速度和末速度都與板間距離無關(guān)AC

第9頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月二.帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)--------+++++++++v0q、mUd+

l第10頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月二.帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)試根據(jù)類平拋運動的知識，推導偏移量y和偏轉(zhuǎn)角θ--------+++++++++側(cè)移dq、m+偏轉(zhuǎn)角y

lv0FUv0vvy第11頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)論：帶電粒子初速度垂直于電場方向飛入勻強電場的問題就是一個類平拋的問題。粒子在與電場垂直的方向上做勻速直線運動粒子在與電場平行的方向上做初速為零的勻加速運動

第12頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月

y

v0vy

Fv++++++------v0Y

dUY′

q

L

v

v0vyΦ

1.受力分析：粒子受到豎直向下的靜電力F＝Eq=qU/d。2.運動規(guī)律分析:粒子作類平拋運動。x方向：勻速直線運動Y方向：加速度為的勻加速直線運動。3.x方向

4.y方向

5、離開電場時的偏轉(zhuǎn)角度的正切：第13頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月例3第14頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月課堂小結(jié)：一、利用電場使帶電粒子加速從動力學和運動學角度分析從做功和能量的角度分析二、利用電場使帶電粒子偏轉(zhuǎn)類似平拋運動的分析方法粒子在與電場垂直的方向上做勻速直線運動粒子在與電場平行的方向上做初速度為零的勻加速運動

第15頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月隨堂強化練習1、如圖所示，M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，質(zhì)量為m、電量為+q的質(zhì)子，以極小的初速度由小孔進入電場，當M、N間電壓為U時，粒子到達N板的速度為v，如果要使這個帶電粒子到達N板的速度為2v

，則下述方法能滿足要求的是（）

A、使M、N間電壓增加為2U

B、使M、N間電壓增加為4U

C、使M、N間電壓不變，距離減半

D、使M、N間電壓不變，距離加倍v與電壓平方根成正比BUMNd+第16頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月2、如圖所示的電場中有A、B兩點，A、B的電勢差UAB＝100V，一個質(zhì)量為m=2.0×10-12kg、電量為q=-5.0×10-8C的帶電粒子，以初速度v0=3.0×103m/s由A點運動到B點，求粒子到達B點時的速率。（不計粒子重力）q為負A-v0B第17頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月強化練習3、質(zhì)子(質(zhì)量為m、電量為e)和二價氦離子(質(zhì)量為4m、電量為2e)以相同的初動能垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，離開電場后，它們的偏轉(zhuǎn)角正切之比為

，側(cè)移之比為

。

與電量成正比與電量成正比2:12:1第18頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月課后作業(yè)1、如圖所示，二價氦離子和質(zhì)子的混合體，經(jīng)同一加速電場加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上，則它們（）

A、側(cè)移相同

B、偏轉(zhuǎn)角相同

C、到達屏上同一點

D、到達屏上不同點與粒子的電量q、質(zhì)量m無關(guān)第19頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月課后作業(yè)2、試證明：帶電粒子垂直進入偏轉(zhuǎn)電場，離開電場時就好象是從初速度所在直線的中點沿直線離開電場的。

第20頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月析與解對加速過程由動能定理：電子離開電場，就好象從中點沿直線離開的：θ第21頁，課件共23頁，創(chuàng)作