带电粒子在电场中的运动(一).doc

带电粒子在电场中的运动(一)例1如图6-25所示，水平放置的平行金属板充电后板间形成匀强电场，板间距离为d，一个带负电的液滴带电量大小为q，质量为m，从下板边缘射入电场，沿直线从上板边缘射出，则（A、C、D）A 液滴做的是匀速直线运动B液滴做的是匀减直线运动图 6-25B 两板的电势差为mgd/qC 液滴的电势能减少了mgd例2带电粒子在电场中受电场力作用，因此产生加速度，一个电子，在场强处处为2.0103N/C的电场中的加速度是多大？如果电子的初速度为零，它在这个电场中运动4.010-8s，得到的末速度是多大？动能是多大？（3.51014m/s2，1.4107m/s，8.910-17J）四 带电粒子在电场中的运动（一）加速运动1 仅受电场力作用：例1 两平行金属板带等量异号电荷，两板间距离为d，两板间电压为U，一电量为q、质量为m的带电微粒静止起从正极板附近开始运动，求：运动到负极板时的速度大小及动能，所需时间。例2 两平行金属板带等量异号电荷，一电量为q、质量为m的带电微粒静止起从正极板附近开始运动，运动时间t后将电场方向突然变为与原来相反，设带电粒子未与极板相碰，再经多长时间返回出发点？练习：1 两平行金属板带等量异号电荷，两板间距离为d，两板间电压为U，一电量为q、质量为m的带电微粒以垂直于极板的初速v0从负极板附近开始运动，设带电粒子未与极板相碰，求其向正极板方向运动的最大距离及返回所需时间。2 三块金属板平行放置，B、C板正中间都有小孔，间隔都为L，并与两电动势均为100 V的电源相连，如图，一电量为q、质量为m的带电微粒静止起从A板附近开始运动，求：（1）到达C板时粒子的速度大小，（2）若将C板向右拉过距离L又如何？*2 有其它力作用时例3 两中间有一小孔的金属板水平放置，间距为d，与电动势为U的电源相接，在上板小孔的正上方高h处有一电量为q、质量为m的带电微粒静止起下落，求：（1）U为多大时粒子恰不能碰到下板，（2）若此时再将下板向下移动一些，粒子将发生什么情况？例4 两平行金属板带等量异号电荷，两板间距离为d，与水平方向成a角放置，一电量为q、质量为m的带电微粒恰沿水平直线从一板的端点向左运动到另一板的端点，求：（1）该电场的场强及粒子运动的加速度，粒子从一板到达另一板所需时间（2）若粒子沿水平直线向右运动，并能从一板到达另一板其初速至少多大？练习：两平行金属板带等量异号电荷，两板间距离为d，竖直放置，两板间电压为U，一电量为q、质量为m的带电微粒静止起从正极板附近开始运动，求：到达负极板时的速度大小及到达负极板所需时间。1电子所带电量的精确数值最早是由美国物理学家密立根于1917年通过油滴实验测得的他测定了数千个带电油滴的电量，发现这些电量都等于某个最小电量的整数倍这个最小电量就是电子所带的电量密立根实验的原理如图1-2所示，A、B是两块平行放置的水平金属板，A板带正电，B板带负电从喷雾器嘴喷出的小油滴，落到A、B两板之间的电场中如果小油滴带负电，调节A、B两板间的电场强度，可使小油滴受到的电场力和重力平衡已知小油滴静止处的电场强度是1.92105N/C，油滴半径是1.6410-4cm，油的密度是0.851g/cm3，求油滴所带的电量这个电量是电子电量的多少倍？（8.0210-19C）2静电加速器是一种利用电场来加速带电粒子，增大粒子能量的装置如图1-6所示，把平行金属板A、B连接在电压为U的直流电源上，使A、B带电，带电粒子通过A、B板间的电场时就被加速如果A、 B板间的电压U=1MV，当初速度为零的质子从A板中心的小孔进入电场，从B板中心的小孔穿出时，如果电场力所做的功全部变为质子的动能，那么质子得到的动能是多大？质子穿出时的速度是多大？（1.610-13J，1.38107m/s）3如图10-61所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落(P、M、N在同一竖直线上)，空气阻力忽略不计，到达N孔时速度恰好为零，然后沿原路返回若保持两极板间的电压不变，则 A、C、D A把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回B把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落C把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回D把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落4一个带负电的小球，受水平方向的匀强电场和重力的作用由静止开始运动，不计空气阻力，设坐标轴如图10-62所示，x轴正方向与电场方向一致，原点在小球起始位置，能反映小球运动轨迹的图是 D 5一质量m=2.010-6kg、电量q=-510-8C的带电微粒，从平行带电板A的上方高h=30cm处自由落下，经A板小孔进入两板间匀强电场，两板相距d=20cm为使微粒不致于碰到B板(图10-63)，A、B间的电压至少为_V6一个质量m带有电荷-q的小物体，可在水平轨道Ox上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙、轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿Ox轴正向，如图10-68所示小物体以初速v0从x0点沿Ox轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力f作用，而fqE；设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程s7如图6-34所示，A、B是一对平行金属板，在两板间加上一周期为T的交变电压，A板的电势为零，B板的电势随时间变化的规律如图6-35所示。一电子从A板上的小孔进入两板间的电场中，设电子的初速度和重力可忽略不计，则（A、B）A若电子是在t=0时刻进入电场的，它将一直向B板运动B若电子是在t=T/8时刻进入电场的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上C若电子是在t=3T/8时刻进入电场的，它可能时而向B板运动，时而向A板运动，最后打在B板上D若电子是在t=T/8时刻进入电场的，它时而可能向B板运动，时而向A板运动图 6-35图 6-348电量为q、质量为m的带电粒子，以水平初速v0沿电场线方向射入电场中，场强的变化如图10-69所示(从粒子进入时开始计时)则经过nT(n为正整数)后带电粒子的动能为多少？所经过的位移为多少？9如图6-33所示，绝缘细线栓