高中物理带电粒子在电场中的运动课件 新课程人教版31.ppt

第九节 带电粒子在电场中的运动 一 带电粒子 1 基本粒子 如电子 质子 粒子 离子等 这些粒子所受重力和电场力相比要小得多 除有说明或明确的暗示外 一般都不考虑重力 但不能忽略质量 2 带电颗粒 如液滴 油滴 尘埃 小球等 除有说明或明确的暗示以外 一般都不能忽略重力 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 1 平衡状态 2 变速直线运动 加速或减速 3 匀变速曲线运动 偏转 4 圆周运动 二 带电粒子在电场中的运动可能有几种运动形式 在匀强电场中呢 运动轨迹和过程分析 带电粒子运动形式决定于 粒子的受力情况和初速度情况 1 带电粒子在电场中的加速 在真空中的一对平行金属板 板间距为d 两板间加电压为u 一正电荷电量为q从正极板某处沿电场方向以速度v1进入板间 求离开电场时的速度v2和时间t 运动状态分析 处理方法 a 用运动和力的观点b 用功和能观点 带电粒子在匀强电场中的加速 例1 下列粒子从初速度为零的状态经加速电压为u的电场后 哪种粒子速度最大 a 质子b 氘核c 氦核d 氚核 a 哪种粒子运动时间长 d 例2 如图m n是在真空中竖直放置的两块平行金属板 质量为m电量为 q的带电粒子 以初速度v0由小孔进入电场 当m n间电压为u时 粒子刚好能到达n板 如果要使这个带电粒子能够到达m n两板间距的1 2处返回 则下述方法能满足要求的是 a 使初速度减半b 使m n间电压加倍 c 使m n间电压提高4倍 d 使初速度和m n间的电压都加倍 b 2 带电粒子在电场中的偏转 d q l 2 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 不计粒子的重力 则分析 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 v0t 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 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 不计粒子的重力 则分析 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 例3 如图所示 质量为m 带电量为q的负离子以v0的速度 沿与场强垂直的方向从a点飞入匀强电场 并从另一侧b点沿与场强方向成150 角飞出 则a b两点间的电势差是多少 不计重力 例4 如图 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 例5 一个初动能为ek的带电粒子以速度vo垂直电场线方向飞入平行板电容器 飞出电容器时动能为2ek 若这个带电粒子的入射初速度为原来的2倍 则该粒子飞出电容器时的动能应为 a 4ekb 4 25ekc 4 5ekd 8ek b 带电粒子在电场中的运动 与力学中的各种运动类似