课件《带电粒子在电场中的运动》教学资料

1、 一一. 带电粒子在电场中的加速带电粒子在电场中的加速 用牛顿运动定律分析用牛顿运动定律分析 用动能定理分析用动能定理分析 q U m + _ 带电粒子的加速带电粒子的加速 d d q U m + _ 带电粒子的加速带电粒子的加速 d d 1 1、受力分析、受力分析: : 水平向右的电场力水平向右的电场力 F FEq=qU/dEq=qU/d F F 2 2、运动分析、运动分析: :初速度为零，加速度初速度为零，加速度 为为a=qU/mda=qU/md的向右的向右匀匀 加速直线运动加速直线运动。 解法一运用运动学知识求解解法一运用运动学知识求解 m qU d md qU adv 2 22 2 m

2、 qU v 2 解法二运用功能关系求解解法二运用功能关系求解 m qU v mvqU 2 2 1 2 粒子加速后的速度只与加速电压有关粒子加速后的速度只与加速电压有关 思考题思考题 如两极板间不是匀强电场该如两极板间不是匀强电场该 用何种方法求解？为什么？用何种方法求解？为什么？ 由于电场力做功与场强是由于电场力做功与场强是 否匀强无关，与运动路径也否匀强无关，与运动路径也 无关，第二种方法仍适用！无关，第二种方法仍适用！ 所以所以 例例1 结论：结论：由于电场力做功与场强是否由于电场力做功与场强是否 匀强无关，与运动路径也无关，所匀强无关，与运动路径也无关，所 以在处理电场对带电粒子的以在处

3、理电场对带电粒子的加速加速问问 题时，一般都是利用题时，一般都是利用动能定理动能定理进行进行 处理。处理。 l + v0 F + v 偏转角 侧移 d - - - - - - - - + + + + + + + + + U q、m v0 vy y 1.动力学分析动力学分析 带电粒子以初速度带电粒子以初速度v0垂直垂直电场方向进入匀强电场中，受到与电场方向进入匀强电场中，受到与 初速度方向垂直的静电力的作用做初速度方向垂直的静电力的作用做匀变速曲线运动匀变速曲线运动，是，是 类平抛运动类平抛运动。 2. 运动的分析运动的分析 （1）在垂直于电场线方向上不受力，）在垂直于电场线方向上不受力，做匀速

4、直线运动做匀速直线运动。 （2）在平行于电场线方向，受到静电力做初速度为）在平行于电场线方向，受到静电力做初速度为0的的匀加匀加 速直线运动速直线运动。 二二. 带电粒子在电场中偏转带电粒子在电场中偏转 粒子仅受粒子仅受电场力电场力： 粒子运动的粒子运动的时间时间： 粒子的粒子的加速度加速度： 粒子粒子偏转距离偏转距离： 粒子粒子竖直方向的分速度竖直方向的分速度： 粒子射出电场时粒子射出电场时速度的偏转角速度的偏转角满足：满足： 0 L t v U FqEq d FEqUq a mmmd 合 2 2 2 0 1 22 UqL yat mdv 0 y UqL vat mdv 2 00 tan y v UqL vmdv vy F F y y v v0 0 v v + + + + + + - - - - - - v v0 0 Y dU Y Y q L L （1）速度速度v的反向延长线过水平位移的中点的反向延长线过水平位移的