湖北省丹江口市高中物理 第一章 静电场 9 带电粒子在电场中的运动课件1 新人教版选修31.ppt

带电粒子在电场中的运动 1 电容 表示电容器容纳电荷本领的物理量 定义式 3 常见电容器 纸质电容器 电解电容器 可变电容器 平行板电容器 电解电容器连接时应注意其 极 平行板电容器 2 平行板电容器的电容 4 电容器的充电和放电 一 电容 电容器 如图所示 a b为两块竖直放置的平行金属板 g是静电计 电键k合上后 静电计指针张开一个角度 下述哪些做法可使指针张角增大 a 使a b两板靠近些 b 使a b两板正对面积错开些 c 断开k后 使b板向右平移拉开一些 d 断开k后 使a b正对面错开些 cd 例1 例2 平行板电容器下板接地 两板与电源相连 b为正中央的点 将不带电的厚金属板插入两板正中间的如图所示位置后 a b c三点场强及电势变化情况为 a e e且均增大 e减为零 b u u u 且三点电势均减小 c e e且不变 e减为零 d u u u 且u减小 u不变 u增大 ad 如图所示 在平行板电容器正中有一个带电微粒 k闭合时 该微粒恰好能保持静止 在 保持k闭合 充电后将k断开 两种情况下 各用什么方法能使该带电微粒向上运动打到上极板 a 上移上极板mb 上移下极板nc 左移上极板md 把下极板n接地 答案 选b 选c 例3 传感器是把非电学里 如速度 温度 压力等 的变化转换成电学里变化的一种测定液面高度的电容式传感器的示意图 金属芯线与导电液体形成一个电容器 从电容c大小的变化就能反映液面的升降情况 两者的关系是 a c增大表示h增大b c增大表示h减小c c减小表示h减小d c减小表示h增大 ac 例4 二 带电粒子在电场中的运动 3 某些带电体是否考虑重力 要根据题目暗示或运动状态来判定 电场中的带电体一般可分为两类 1 带电的基本粒子 如电子 质子 正负离子等 这些粒子所受重力和电场力相比在小得多 除非有说明或明确的暗示以外 一般都不考虑重力 但并不能忽略质量 2 带电微粒 如带电小球 液滴 尘埃等 除非有说明或明确的暗示以外 一般都考虑重力 qmv0 v 一 带电粒子在电场中的匀加速直线运动 速度与电势差u 比荷量q成正比与距离无关 方法一 牛顿运动定律 方法二 动能定理 分析方法 在点电荷 q的电场中有a b两点 将质子和 粒子分别从a点由静止释放 已知质子和 粒子的电性相同 带电量之比为1 2 质量之比为1 4 则到达b点时 它们的速度大小之比为多少 解 质子和 粒子从a到b运动过程中 分别应用动能定理得 联立 两式可解出它们到达b点时的速度大小之比为 例5 练习一 a板的电势ua 0 b板的电势ub随时间的变化规律如图所示 则 a 若电子是在t 0时刻进入的 它将一直向b板运动b 若电子是在t t 8时刻进入的 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 2时刻进入的 它可能时而向b板 时而向a板运动 ab 在平行金属板a b之间加如图所示的交变电压 其频率为f t 0时刻a板处有一个质量为m 电量为q的正离子从静止开始向b板运动 重力忽略不计 求 为使离子到b板时的速度最大 a b之间的距离d应满足什么条件 解 要使正离子到达b板的速度最大 需要正离子在电场中始终做加速运动 应满足 因此ab之间的距离应满足 练习二 二 带电粒子的偏转 1 偏转的特点 1 粒子穿越电场的时间t 2 粒子离开电场的速度v 3 粒子离开电场时的偏角 4 沿垂直于板面方向偏移的距离 5 s 侧移量 偏转角度 粒子好象是从入射线中点直接射出来的 例6 电子在电势差为u1的加速电场中由静止开始运动 然后射入电势差为u2的两块平行极板间的电场中 入射方向跟极板平行 整个装置处在真空中 重力可忽略 在满足电子能射出平行板区的条件下 下述四种情况中 一定能使电子的偏转角 变大的是 a u1变大 u2变大b u1变小 u2变大c u1变大 u2变小d u1变小 u2变小 b 如图是一个说明示波管工作的部分原理图 电子经过加速后以速度v0垂直进入偏转电场 离开偏转电场时偏移量为h 两平行板间距为d 电压为u 板长为l 每单位电压引起的偏移量 h u 叫做示波管的灵敏度 为了提高灵敏度 可采用的办法是 a 增加两极板间的电势差ub 尽可能缩短板长lc 尽可能减小板间距dd 使电子的入射速度v0大些 c 先找到物理量表达式 先看常量后看变量 先定性判断后定量计算 例7 带电粒子射入两块平行极板间的匀强电场中 入射方向跟极板平行 重力忽略 若初动能为ek 则离开电场时的动能为2ek 如果初速度增为原来的2倍 则离开电场时的动能为 a 3ekb 4ekc 17ek 4d 9ek 2 c 过程一 过程二 解 带电粒子在匀强电场中做类平抛运动 联立 两式可得 联立 式可得 练习三 例8 水平放置的两块平行金属板长l 5cm 两板间距d 1cm 两板间电压为u 90v 且上板带正电 一个电子沿水平方向以速度v0 2 0 107m s 从两板中央射入 求 1 电子偏离金属板的侧位移是多少 2 电子飞出电场时的速度是多少 3 电子离开电场后 打在屏上的p点 若s 10cm 求op的长 o 1 0 49cm 2 2 04 107m s 3 0 025m a b 思考 1 上题中yop与偏转电压uab的关