带电粒子在电场中的偏转.ppt

基本规律,1、带电粒子的平衡,粒子在电场中静止；,粒子在电场中做匀速直线运动；,处理方法：,二力平衡 即 mg=qE,研究此类问题的思路：,（1）力和运动的关系-牛顿第二定律； （2）功和能的关系-动能定理；,2、带电粒子的加速,（1）运动状态分析：运动方向与电场力方向一致。 （2）功能观点分析：粒子动能变化量等于电势能的变化量。,处理方法：,例1、如图，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电，现有质量为m、带电量为+q的小球在B板下方距离为H处，以初速v0竖直向上从B板小孔进入板间电场，欲使小球刚好打到A板，A、B间电势差UAB应为多大？,解析：小球在B下方只受重力作用，做竖直上抛运动；进入电场受向下的电场力和重力作用，做匀减速直线运动。,解方程得：,例1、如图，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电，现有质量为m、带电量为+q的小球在B板下方距离为H处，以初速v0竖直向上从B板小孔进入板间电场，欲使小球刚好打到A板，A、B间电势差UAB应为多大？,解法2：将动能定理用于全过程，重力和电场力都做负功，则 由 W=EK 得：,整理得：,例2、如图，带负电的小球静止在水平放置的平行板电容器两板间，距下板0.8厘米，两板间的电势差为300伏，如果两板间的电势差减小到60伏，则带电小球运动到极板上需多少时间？,解析：以小球为研究对象，电势差U1=300V时， 小球平衡；,mg=qU1/d,当U2=60V时，小球向下做匀加速直线运动；,mg-qU2/d=ma,由 h=at2/2 求出时间 t 。,3、带电粒子的偏转（限于匀强电场）,（1）运动状态分析：,带电粒子以速度V0垂直于电场线方向进入匀强电场，受到与初速度垂直的恒定的电场力作用，而做匀变速曲线运动。（轨迹为抛物线）,（2）处理方法：,沿初速度方向为速度为V0的匀速直线运动； 沿电场力方向为初速度为零的匀加速直线运动；,（3）基本公式,说明： 注意粒子的重力是否可 以忽略； 注意由能量角度分析确定粒子初、末位置的电势差即Uy=yU/d； 由y=tg的表达式可以推出：将粒子速度方向反向延长，必通过偏转电场的中点，即 y=l/2tg。 由tg的表达式可知：同性质的带电粒子在同一加速电场中射入同一偏转电场，射出方向一致，与粒子无关。,例3、如图，A、B两个带电质点（不计重力），qa：qb=3：1， 它们以相同的初速度垂直于场强方向进入电场，A质点落在N板 中点，B质点落在N板的边缘，则： （1）A、B两质点质量之比； （2）A、B两质点动能增量之比； （3）A、B两质点动量增量之比；,解析：（1）由a、x、y推出m，从而推出比值； （2）由质点垂直方向上的速度比和质量比的乘积得出动 能的比；或直接由电场力所做的功等于动能的增量求得； （3）由垂直方向上速度比与质量比的乘积得出；,（3/4）,（3/1）,（3/2）,例4、一束电子流经U=500V的加速电压加速后，在距两极板等 距处垂直进入匀强电场， 若两板间d=1.0cm， 板长L=5.0cm， 那么要使电子能从平行板间飞出，两个极板上最多能加多大的 电压？,4、带电粒子在电场中先加速后偏转,例5、如图， 在方向水平的匀强电场中，一不可伸长的细线一端 连着一个质量为m的小球， 另一端固定在O点，把小球拉起至细 线与场强平行，然后无初速度释放，已知小球摆到最底点的另一 侧，线与竖直方向的最大夹角为，求小球经过最底点时细线对 小球的拉力。,1、有两个带电小球m1和m2，带电量分别为+Q1和+Q2，沿同一直线相向运动，当它们相距r时，速率分别为v1和v2，电势能为E，在整个运动过程中电势能的最大值为多少？,提示：总动能与电势能之和守恒，两小球最接近时速度 相等，动能最小，电势能最大。,练习:,2、如图：在xoy平面以下区域为匀强电场，场强为E， 方向竖直向上，在xoy以上无电场，有一质量为m的带电量为+q的小球从离xoy上方高为h处自由下落，然后进入电场。设qEm，求： （1）小球下落到最低处的z坐标值。 （2）小球完