电场4-带电粒子在电场中的运动.ppt

带电粒子在电场中的运动 问题1 如图所示 炽热的金属丝发射电子 在金属丝和金属板之间加以电压U 300V 已知电子质量m 0 91 10 30kg 电荷量e 1 60 10 19C 设电子刚从金属丝射出时的速度为零 写出电子被加速后从金属板小孔中射出时的速度表达式 数值为多大 问题2 A B C D四块金属板平行放置 相邻两板距离为d 所加电源电压如图所示 将电子从A板静止释放 则1 电子过B板时的动能为多少eV 2 电子过C板时的动能为多少eV 3 电子能否到达D板 它能到达距C板的最远距离是多大 1 15eV 2 15eV 3 不能 d 2 练习1 一对带等量异种电荷的平行金属板水平放置 两板距离为d 在距上板高h处 有一质量为m 电荷量为 q的带电质点从静止释放 1 为使带电质点落到下板时的速度恰好为零 两板间的电压为多少 哪板电势高 2 带电质点运动到两板正中间时 速度为多大 练习1 一对带等量异种电荷的平行金属板水平放置 两板距离为d 在距上板高h处 有一质量为m 电荷量为 q的带电质点从静止释放 质点落到下板时的速度恰好为零 3 将A板上移或下移少许 质点的运动情况如何 4 将B板上移或下移少许 质点的运动情况如何 练习2 初速度v0 2 2 105m s的 粒子逆着电场线的方向射入匀强电场中 观察到射入电场的深度为d 0 2m 已知 粒子的质量m 6 7 10 27kg 所带电荷量q 3 2 10 19C 求 1 匀强电场的场强2 粒子在电场区域中的运动时间 1 2 5 103V m 2 3 6 10 6s 练习3 空间有一区域 存在水平方向的匀强电场 场强为E 一带电微粒质量m 以与水平方向成 角斜向上的速度v射入该匀强电场区域 并做直线运动 求 1 微粒的电性和电量 2 微粒在电场中运动的最大位移 3 在电场中运动时间 4 电荷电势能的变化量的最大值 q mg Etan x v2sin 2gt 2vsin g增加了mgv2cos2 2g 练习4 一对平行金属板 加上如图所示的电压 在t 0时刻 B板电势比A板高 一个带正电的粒子恰好从B板上的小孔进入两板间的电场区内 它在电场力的作用下开始运动 设粒子的初速度和重力的影响均可忽略 两板间的距离足够大 1 如果粒子是在t 0时刻进入的 它将怎样运动 v t图线如何 练习4 一对平行金属板 加上如图所示的电压 在t 0时刻 B板电势比A板高 一个带正电的粒子恰好从B板上的小孔进入两板间的电场区内 它在电场力的作用下开始运动 设粒子的初速度和重力的影响均可忽略 两板间的距离为d 2 如果粒子是在t 0时刻进入的 想使粒子到达A板时具有最大动能 交变电压的周期应为多大 练习4 一对平行金属板 加上如图所示的电压 在t 0时刻 B板电势比A板高 一个带正电的粒子恰好从B板上的小孔进入两板间的电场区内 它在电场力的作用下开始运动 设粒子的初速度和重力的影响均可忽略 两板间的距离足够大 3 如果粒子是在t T 4时刻进入的 它将怎样运动 练习4 一对平行金属板 加上如图所示的电压 在t 0时刻 B板电势比A板高 一个带正电的粒子恰好从B板上的小孔进入两板间的电场区内 它在电场力的作用下开始运动 设粒子的初速度和重力的影响均可忽略 两板间的距离足够大 4 如果粒子是在t T 8时刻进入的 它将怎样运动 练习4 一对平行金属板 加上如图所示的电压 在t 0时刻 B板电势比A板高 一个带正电的粒子恰好从B板上的小孔进入两板间的电场区内 它在电场力的作用下开始运动 设粒子的初速度和重力的影响均可忽略 5 如果粒子是在t T 8时刻进入的 已知两板间的距离为30cm 粒子在一个周期内向前运动8cm 经过多长时间粒子从A板射出 练习4 89全国 一个质量为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 且f qE 设小物体与墙碰撞时不损失机械能 且电荷量保持不变 求它在停止运动前所通过的总路程s 问题1 1 一带电粒子在如图所示的电场中 只在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点 则可以判定 A 粒子一定带正电B 粒子的加速度一定减小C 电势能一定减小D 粒子动能一定减小 带电粒子在电场中的偏转 问题1 2 98上海 图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线 虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹 a b是轨迹上的两点 若带电粒子在运动中只受电场力作用 根据此图可作出正确判断的是 A 带电粒子所带电荷的电性B 带电粒子在a b两点的受力方向C 带电粒子在a b两点的速度何处较大D 带电粒子在a b两点的电势能何处较大 问题2 1 在真空中一对金属板 两极板的长度为l 两板间的距离为d 极板间的电压为U 质量为m 电荷量为q的带电粒子从两板之间平行极板射入 射入时的速度为v0 不计粒子的重力 1 带电粒子做什么运动 加速度为多大 2 求带电粒子射出电场时侧向偏移距离y和偏转角 问题2 1 在真空中一对金属板 两极板的长度为l 两板间的距离为d 极板间的电压为U 质量为m 电荷量为q的带电粒子从两板之间平行极板射入 射入时的速度为v0 不计粒子的重力 3 证明 带电粒子离开电场时的速度反向延长线过l 2处 问题2 1 在真空中一对金属板 两极板的长度为l 两板间的距离为d 极板间的电压为U 质量为m 电荷量为q的带电粒子从两板之间平行极板射入 射入时的速度为v0 不计粒子的重力 4 在平行板的右侧有一荧光屏 极板边缘到荧光屏的距离为L 求带电粒子打在荧光屏上的侧向偏移Y 问题2 2 真空室中电极K发出的电子 初速不计 经过U0 1000V的加速电场后 由小孔S沿两水平金属板A B间的中心线射入 板长l 0 20m 相距d 0 020m 加在A B两板间电压u随时间t变化图线如图2所示 设A B间的电场可看作是均匀的 且两板外无电场 光屏与极板右端距离b 0 15m 求电子打在荧光屏上的最大偏移量 2 5cm 为什么每个电子在偏转电场中运动过程中两板间电压可视为恒定 问题2 3 如图所示是科研实验中用来使带正电粒子加速和偏转的装置 如果让氢和氦进入并电离 将得到一价氢离子 一价氦离子和二价氦离子的混合物 它们经过同一电场加速后在同一电场中偏转 问它们是否会分为三股 从而到达荧光屏上后产生三个亮点 回答中要说明理由 练习1 一束一价正离子流垂直射入匀强电场区域 已知它们离开匀强电场时的偏转角相同 可以判定它们进入电场时A 一定具有相同的动能B 一定具有相同的动量C 一定具有相同的质量D 一定具有相同的速度 A 练习2 图为示波管示意图 示波管的灵敏度为电子离开偏转极时的侧向偏移y跟偏转极所加的电压U2之比 y U2 为了提高示波管的灵敏度 可采取的措施是A 增大偏转极电压U2B 使偏转极的极板长度l变短C 使偏转极的极板间距离d变小D 增大加速极电压U1 C 练习3 一束质量为m 电荷量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场 如果两极板间电压为U 两极板间的距离为d 板长为L 设粒子束不会击中极板 求粒子从进入电场到飞出极板时1 动量的变化量 2 动能的变化量 讨论 1 如果在XX 之间不加电压 在YY 之间加按正弦规律变化电压 屏上看到什么图形 2 如果在XX 之间加线性变化电压 在YY 之间加按正弦规律变化电压 屏上看到什么图形 示波管的工作原理 综合运用 一 运动和力的关系 二 功和能的关系 三 能量守恒和动量守恒 1 牛顿第二定律 F合 ma2 静电力做功跟电势能变化的关系 WAB EpA EpB qUAB q A B 3 动能定理 W总 Ek2 Ek1 mv22 2 mv12 2 重要的物理规律 练习1 若氢原子的核外电子绕核作半径为r的匀速圆周运动 已知电子的质量为m 电量为e 静电力恒量为k 求 1 电子运动的动能 2 电子绕核的运动的周期 练习2 如图所示 光滑绝缘细杆竖直放置 它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B C两点 质量为m 带电量为 q的有孔小球从杆上A点无初速下滑 已知AB h 小球滑到B点时速度大小为 求1 A C两点电势差 2 小球滑到C点时速度的大小 练习3 在与x轴平行的匀强电场中 一电荷量为1 0 10 8C 质量为2 5 10 3kg的物体在光滑水平面上沿着x轴做直线运动 其位移与时间的关系是x 0 16t 0 02t2 式中x以米为单位 t以秒为单位 求从开始运动到5s末1 物体所经过的路程 2 克服电场力所做的功 1 0 34m 2 3 10 5J 练习4 A B两带电小球 A固定不动 质量为2m 电荷量为2q B的质量为m 电荷量为q 在库仑作用下 B由静止开始在水面上运动 开始时A B间的距离为d B的加速度为a 经过一段时间后 B的加速度为a 4 B的速度为v 1 求此时A B间距离为多少 2 在此过程中电荷电势能的减少量为多大 3 如果A不固定 当B的速度为v时 A B两个电荷的电势能减少量又为多大 练习5 空间存在着水平向右的匀强电场 场强为E 一带电小球的质量为m 轻质悬线长为l 在B点静止时与竖直方向成37 角 重力加速度g 1 小球带何种电荷 电荷量为多少 练习5 空间存在着水平向右的匀强电场 场强为E 一带电小球的质量为m 轻质悬线长为l 在B点静止时与竖直方向成37 角 重力加速度g 2 将小球从A点静止释放 求 1 小球摆动的最大角度 2 小球运动的最大速度 3 绳对小球的最大拉力 练习5 空间存在着水平向右的匀强电场 场强为E 一带电小球