1.9带电粒子在电场中的运动课件2新人教选修31

1、2020/9/24,带电粒子在电场中的运动,2020/9/24,一、带电粒子在电场中的直线运动,1、在匀强电场中(不计重力),能量的角度：,2020/9/24,2、在非匀强电场中：,一般从能的角度,2020/9/24,例1、如图所示，水平放置的A、B两平行金属板相距h，上 板带正电。现有质量是m、带电量为+q的小球，在板下方 距离B为H的P处，以初速度V0竖直向上运动，并从B板小 孔 进入板间电场。欲使小球刚好打到A板，求A、B间的电势差UAB,A,B,h,H,P,V0,解法一：,利用牛顿运动定律和运动学公式:,小球从P到B：,小球从B到A：,又,解得:,+ + + + + + +,- - -

2、 - - - -,2020/9/24,例1、如图所示，水平放置的A、B两平行金属板相距h，上 板带正电。现有质量是m、带电量为+q的小球，在板下方 距离B为H的P处，以初速度V0竖直向上运动，并从B板小 孔 进入板间电场。欲使小球刚好打到A板，求A、B间的电势差UAB,A,B,h,H,P,V0,+ + + + + + +,- - - - - - -,解法二：,小球从P到A的全过程， 由动能定理有:,解得:,2020/9/24,例2：如图，在A处有一静止的带电体，若P处有一群静止 的质子和粒子，只在电场力作用下由 P运动到Q，则到 Q时质子和粒子的速度之比为 （ ）,A,2020/9/24,关于

3、重力是否考虑的问题,1 、题目明确了重力不计或不能忽略重力的情况,2 、题目未明确的情况下:,a: 基本粒子(如电子、质子、离子等)重力一般忽略.,b: 带电颗粒(如液滴、尘埃、小球等)重力一般不能忽略.,讨论:,2020/9/24,二、带电粒子在电场中的偏转,当带电粒子以初速度、V0垂直进入匀强电场时:,1 、受力及运动状态,仅受电场力且与V0垂直,故作类平抛运动.,2 、处理方法:类比平抛运动,3 、基本公式:,2020/9/24,-,-,-,-,-,-,例3 、如图,设质量为m,电量为q的带电粒子以初速度V0沿垂直于电场的方向进入长为L,间距为d,电势差为U的平行金属板间的匀强电场中,若

4、不计粒子的重力.,(1) 粒子穿越电场的时间 t,粒子在垂直电场方向以V0 做匀速直线运动,L= V0 t,(2) 粒子离开电场时的速度V,粒子沿电场方向做匀加速直线运动,加速度,粒子离开电场时平行电场方向的分速度,所以:,L,得,2020/9/24,-,-,-,-,-,-,例3 、如图,设质量为m,电量为q的带电粒子以初速度V0沿垂直于电场的方向进入长为L,间距为d,电势差为U的平行金属板间的匀强电场中,若不计粒子的重力.,L,(3) 粒子离开电场时的侧移距离y,(4) 粒子离开电场时的速度偏角,所以:,2020/9/24,因为初速度为0,AB间为匀强电场,粒子在AB间做匀加速直线运动,-

5、- - -,练习:如图所示AB、CD为平行金属板,A、B两板间电势差 为500V,C、D始终和电源相接,测的其间的场强为104V/m, 一质量为2.510-24,电荷量为810-16C的带电粒子(重力 不计)由静止开始,经A、B加速后穿过CD发生偏转,最后打 在荧光屏上,已知C、D极板长均为4cm,荧光屏距CD右端 的距离为3cm,问: (1) 粒子带正电还是带负电?,+ + + +,D,A,B,S,O,C,分析:,(2) 在竖直电场中因为有 水平初速度,粒子做类 平抛运动,(3) 出电场后,因为合外力为0粒子做匀速直线运动.,(1) 粒子带正电,2020/9/24,(2) 粒子打在荧光屏上距O点下方多远处?,- - - -,+ + + +,D,A,B,S,O,C,解答:,出AB电场时速度,水平方向:,竖直方向:,其中,由此得到,代入数据可得,2020/9/24,(3)粒子打在荧光屏上时的动能为多大?,- - - -,+ + + +,D,A,B,S,O,C,由刚刚的推导知道:,所以粒子打在荧光屏上动能:,代入数据可得,2020/9/24,带电粒子在各类电场中运动性质取决于:,(2) 初始状态,再由运动的有关规律或动量,能量的有关规律来求解,小结:,2020/9/24,练习：如图 从F处释放一个无初速度电子向B板方向运动, 指出下列对电子运动描述中,正确