高中物理 1.8带电粒子在电场中的运动课件 新人教版选修31.ppt

第八节带电粒子在电场中的运动 第一章静电场 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 电场中的带电粒子一般可分为两类 1 带电的基本粒子 如电子 质子 粒子 正负离子等 这些粒子所受重力和电场力相比小得多 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 qm v 一 带电粒子的加速 方法1 运用运动学和动力学方法求解 设板间距为d 因电场力为恒力 所以有 方法2 运用能量观点求解 例题1 实验表明 炽热的金属丝可以发射电子 在炽热金属丝和金属板间加以电压u 2500v 从炽热金属丝发射出的电子在真空中被加速后 从金属板的小孔穿出 电子射出后的速度有多大 设电子刚从金属丝射出时的速度为零 u 金属丝金属板 v e 电子的质量为0 91 10 30kg 电子的电荷量e 1 6 10 19c 解 金属丝和金属板间的电场虽然不是匀强电场 但仍可用可得代入数据得 v 3 0 107m s 1 非匀强电场中 如何计算 电场力做功 只于始末位置电势差有关 2 若带正电粒子以v0负板向正板运动 分析 粒子运动情况 明确粒子v a的变化情况 思考 3 若粒子以初速度v0沿垂直场强方向进入电场 离子的运动情况如何 例题2 如图所示一电子以初速v0 3 0x107m s沿垂直电场方向射入的电场 两极板的长度为l 6 0cm 相距d 2cm 极板间电压u 200v 求1 电子射出电场所用时间 2 电子射出电场时沿垂直板面方向偏移的距离y3 电子离开电场时偏转的角度 v0 q m u l y 3 电子离开电场时沿电场方向的分速度为vy 离开电场时的偏转角度为角度为6 8度 vy v0 vt 电子枪 荧光屏 如果在偏转电极xx yy 上不加电压 电子如何运动 如果在偏转电极xx 上不加电压 偏转电极yy 上加电压电子又如何运动 三 示波管原理 课堂小结 一 利用电场使带电粒子加速 二 利用电场使带电粒子偏转 从动力学和运动学角度分析 从做功和能量的角度分析 类似平抛运动的分析方法 粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动 粒子在与电场平行的方向上做初速度为零的匀加速运动 练习1 如图所示 在p板附近有一电子由静止开始向q板运动 则关于电子在两板间的运动情况 下列叙述正确的是 a 两板间距越大 加速的时间越长b 两板间距离越小 加速度就越大 则电子到达q板时的速度就越大c 电子到达q板时的速度与板间距离无关 仅与加速电压有关d 电子的加速度和末速度都与板间距离无关 ac 练习2 一个初速度为零的电子 在场强为4 0 103v m的匀强电场中被加速 求经过2 0 10 8s后 电子的速度和动能 电子质量为0 91 10 30kg 解 电子在匀强电场中的加速度 a f m ee m速度 v at eet m 1 4 107m s 动能ek 8 9 10 17j 练习3 两块平行的金属板a b之间的电压是80v 一个电子以6 0 106m s的速度从小孔c垂直a板进入电场 该电子能打在b板上吗 如果能打在b板上 它到达b板时的速度有多大 如果电源电压变为120v 情况又会怎样 解 电子射入电场时具有的初动能 ek 1 6 10 17j电子从a板到达b板需克服电场力做功 w qu 1 3 10 17jek w 可见电子能打在b板