高中物理带电粒子在电场中的运动课件15.ppt

带电粒子在电场中的运动 2004年名师课堂辅导讲座 高中部分 黄静中级教师 复习目标1 掌握带电粒子在电场中加速的原理 学会带电粒子被加速后速度的计算方法 2 掌握带电粒子在电场中偏转的原理 学会计算偏转距离和偏转角的方法 3 知道示波器的基本原理 带电粒子在电场中运动的研究方法 1 带电粒子在电场中加速解决方法 动能定理 2 带电粒子在电场中的偏转解决方法 运动的合成和分解 x方向做匀速直线运动 vx v0x v0t y方向做初速度为零的匀加速直线运动 2 对带电粒子进行受力分析时的注意事项 1 要掌握电场力的特点 2 是否考虑重力要依据具体情况而定 基本粒子 如电子 质子 粒子 离子等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 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 例题1 如图所示 水平放置的a b两平行板相距h 上板a带正电 现有质量为m 带电量为 q的小球在b板下方距离为h处 以初速度v0竖直向上从b板小孔进入板间电场 欲使小球刚好打到a板 a b间电势差uab应为多少 解法一 小球运动分两个过程 在b板下方时仅受重力作用 做竖直上抛运动 进入电场后受向下的电场力和重力作用 做匀减速运动 对第一个运动过程 对第二个运动过程 加速度大小为 按题意h为减速运动最大运动位移 由 联立方程可解得 解法二 将动能定理用于运动全过程 由w ek得 总结 用能量的观点解决带电体在电场中的运动往往比用受力的观点更简洁 但若涉及加速度 时间须用牛顿运动定律解决 例题2 一个电子以初速v0 3 0 106m s沿着垂直于场强方向射入两带电平行金属板 金属板长l 6 0 10 2m 两板之间可以看成是匀强电场 场强大小为e 2 103n c 电子的电量e 1 6 10 19c 质量m 9 1 10 31kg 求 1 电子射离电场时的速度 2 出射点与入射点沿场强方向的侧移距离 解析 法一 电子射入电场以后 受恒定的电场力作用 由于v0 f电 电子做类平抛运动 将电子的运动看成是沿x轴方向 速度为v0的匀速直线运动和沿电场力y方向 初速度为零的匀加速直线运动的合成 如图所示 从电子射入电场到飞出电场 两个方向的位移和加速度为 电子飞离电场时的速度为 arctg2 33 法二 由f ee ma求出a 由l v0t求出t 总结 本题为典型的带电粒子在电场中的偏转问题 一般的处理方法是应用运动合成的方法 它是运动学知识在电场中的运用 运用动能定理解题 可以简化解题过程 求出vt 7 62 106 m s 例3 如图所示 一束带电粒子 不计重力 垂直电场线方向进入偏转电场 试讨论在以下情况中 粒子应具备什么条件 才能得到相同的偏转距离y和偏转角 u d l保持不变 1 进入偏转电场的速度相同 2 进入偏转电场的动能相同 3 进入偏转电场的动量相同 4 先由同一加速电场加速后 再进入偏转电场 带电粒子在电场力作用下做类平抛运动 根据 4 设加速电场的电压为u 由 可得 b 练习二 如图所示 有三个质量相等分别带正电 负电和不带电的小球 从平行板电场中的p点以相同的初速度垂直于e进入电场 它们分别落到a b c三点 则可判断 a 三个小球在电场中运动加速度关系是aa ab ac