高二物理 带电粒子在电场中的运动1 课件选修3.ppt

f qe 电场强度 电势差 学习运用电场强度 电场力等概念研究带电粒子在电场中运动时的加速度 速度 位移等物理量的变化 学习运用电势差 电场力做功等概念研究带电粒子在电场中运动时的能量的转化 第一章静电场 1 9带电粒子在电场中的运动1 桃源三中颜金安 带电粒子在电场中要受到哪些力的作用 通常要受到重力和电场力 一个电子的质量为0 91 10 30kg 电荷量e 1 6 10 19c 当它位于e 5 104v m的电场中时 受到的重力g为多大 受到的电场力f为多大 f g 你会发现什么 g mg 9 10 30n f g 1 1015 f qe 8 10 15n 电子 质子 离子等微观带电粒子所受重力一般远小于电场力 重力可以忽略 有说明或暗示除外 注意 忽略粒子的重力并不是忽略粒子的质量 3 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 微观带电粒子 如电子 质子 离子等 带电粒子所受重力一般远小于电场力 一般都不考虑重力 有说明或暗示除外 2 宏观带电微粒 如带电小球 液滴 尘埃等 一般都考虑重力 有说明或暗示除外 注意 带电粒子与带电微粒的区别 带电体一般可分为两类 带电粒子在电场中 受电场力 产生加速度 使速度变化 利用电场使带电粒子 加速 偏转 一 qmv0 v 怎样求粒子加速后到达另一板的速度 1 动力学观点 u d e f v 由牛顿第二定律 由运动学公式 初速度不为零呢 只适用于匀强电场 一 带电粒子的加速 电场力 f qe 2 能量观点 u d e v 由动能定理 适用于任何电场 一 带电粒子的加速 电场力做功 w qu 速度v与电势差u 比荷q m的平方根成正比与距离d无关 初速度不为零呢 用动能定理解题简便 电场力 加速度 末速度 一 带电粒子的加速小结 1 动力学观点 运行时间 2 能量观点 电场力做功 w qu 例题1 炽热的金属丝可以发射电子 在金属丝和金属板间加以电压u 2500v 发射出的电子在真空中加速后 从金属板的小孔穿出 电子穿出时的速度有多大 设电子刚离开金属丝时的速度为零 解 根据动能定理得 例题1 炽热的金属丝可以发射电子 在金属丝和金属板间加以电压u 2500v 发射出的电子在真空中加速后 从金属板的小孔穿出 电子穿出时的速度有多大 设电子刚离开金属丝时的速度为零 电荷量为e的电子从金属丝移动到金属板 两处的电势差为u 电势能减少量为eu 减少的电势能全部转化为电子的动能 解 1 下列粒子由静止经加速电压为u的电场加速后 哪种粒子动能最大 哪种粒子速度最大 a 质子b 电子c 氘核d 氦核 例与练 与电量成正比 与比荷平方根成正比 d b 1 真空中有一对平行金属板 相距6 2cm 两板电势差为90v 二价的氧离子由静止开始加速 从一个极板到另一个极板时 动能是多大 这个问题有几种解法 哪种解法比较简便 2 如图所示 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 以极小的初速度由小孔进入电场 当m n间电压为u时 粒子到达n板的速度为v 如果要使这个带电粒子到达n板的速度为2v 则下述方法能满足要求的是 a 使m n间电压增加为2ub 使m n间电压增加为4uc 使m n间电压不变 距离减半d 使m n间电压不变 距离加倍 例与练 m n u d v与电压平方根成正比 b 3 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间电压都加倍 例与练 m n u d v0 b 2 某种金属板m受到某种紫外线照射时会不停地发射电子 射出的电子具有不同的方向 其速度大小也不相同 在m旁放置一个金属网n 如果用导线将mn连起来 m射出的电子落到n上便会沿导线返回m 从而形成电流 现在不把m n直接相连 而按图1 9 11那样在m n之间加一个电压u 发现当u 12 5v时电流表中就没有电流 问 被这种紫外线照射出的电子 最大速度是多少 4 如图所示的电场中有a b两点 a b的电势差uab 100v 一个质量为m 2 0 10 12kg 电量为q 5 0 10 8c的带电粒子 以初速度v0 3 0 103m s由a点运动到b点 求粒子到达b点时的速率 不计粒子重力 例与练 q为负 5 如图所示 a b为平行金属板电容器 两板间的距离为d 在a板的缺口的