[1.94带电粒子在电场中的运动]课件.ppt

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1、带电粒子在电场中的运动,第一章静电场,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),运动角度：,能量的角度：,2、在非匀强电场中：,一般从能的角度,例1：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,例2、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,利用牛顿运动定律和运动学公式:,解法一：,又,小球从P到B：,小球从B到

2、A：,解得:,解法二：,小球从P到A的全过程，由动能定理有:,解得:,关于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:,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:,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

3、子的重力.,(1)粒子穿越电场的时间 t,(2)粒子离开电场时的速度V,(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,（1）粒子在垂直电场方向以V0做匀速直线运动,L=V0 t,得,（2）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,所以,(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,练习:如图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

4、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:,(3)粒子打在荧光屏上时的动能为多大?,(2)粒子打在荧光屏上距O点下方多远处,(1)粒子带正电还是带负电?,O,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,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.,所以 粒子带正电,A,（2）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,(3)粒子打在荧光屏上时的动能为多大?,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,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:,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,正确的是(设电源电动势均为U):(),A、电子到达B板时的动能是Uev,B、电子从B板到达C板时动能的变化量为零,C、电子到达D板时动能时Uev,、电子在板与板间作往返运动,