带电粒子在电场中的运动(第2课时)

1、1.9 带电粒子在电场中的运动带电粒子在匀强电场中运动状态：匀变速直线运动加速、减速匀变速曲线运动偏转1.平衡（平衡（F合合=0）2.匀变速运动匀变速运动（F合合0）静止匀速直线运动【说明说明】带电粒子重力的处理带电粒子重力的处理1.基本粒子：基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等，一般可以忽略2.带电颗粒：带电颗粒：如尘埃、液滴、小球等，一般不能忽略一、一、带电粒子在电场中的加速例例1：右图所示，相距右图所示，相距d的两平行金属板间加一电压的两平行金属板间加一电压U，有，有一带正电荷一带正电荷q、质量为、质量为m的带电粒子在电场力的作用下的带电粒子在电场力的作用下从静止开始从正极板向负极板运动

2、。则从静止开始从正极板向负极板运动。则（1）带电粒子在电场中做什么运动？）带电粒子在电场中做什么运动？解：带电粒子在电场中，只受电场力的作用，根据牛顿第二定律有：maqE mdqUmqEa则带电粒子的加速度又dUE 带电粒子在电场中做初速度为0的匀加速直线运动+-Um+q（2）粒子穿出负极板时的速度多大？）粒子穿出负极板时的速度多大？解：设粒子穿出负极板时的速度为vax2vv202t由 得：穿出负极板时的速度mqUadv22解法二：根据动能定理有：0212mvqU思考：还可以用什么方法求解？解得mqUv2+-Um+q2022121mvmvqU：若粒子初速度为v0，则结果如何？mqUvv220：

3、若粒子带电量为-q，初速度为v0（v0足够大）足够大），则结果又如何？+-Uv0m+q根据动能定理有：解得mqUvv2202022121mvmvqU根据动能定理有：若电场为一非匀强电场，初速度为v0且原题中其它条件不变，则粒子穿出负极板时的速度又是多大？根据动能定理有：2022121mvmvqU解得mqUvv220 带电粒子在电场中的变速直线运动，一般用动能定理求解（3）粒子穿出负极板后做什么运动？）粒子穿出负极板后做什么运动？ 粒子穿出电场后将做匀速直线运动，直到它碰到别的物体或进入另一电场为止。二、二、带电粒子在匀强电场中的偏转 ld+ +- - - - - - - - - - - - -

4、 - -+ + + + + + + + + + + + + + + + + + Uv0q、mFvv0vyy偏转角侧移方法：方法：垂直电场方向：匀速直线运动垂直电场方向：匀速直线运动 平行电场方向：初速为零的匀加速直线运动平行电场方向：初速为零的匀加速直线运动+ +mFa mqEmdqU0vlt 221aty 2022mdvqUl与粒子比荷与粒子比荷q/m成正比成正比与粒子初速度与粒子初速度v02成反比成反比与电场的属性与电场的属性U以及以及l、d有关有关mdqUa 0vlt atvy0mdvqUl0tanvvy20mdvqUl与粒子比荷与粒子比荷q/m成正比成正比与粒子初速度与粒子初速度v02

5、成反比成反比与电场的属性与电场的属性U以及以及l、d有关有关x2/ lx 带电粒子垂直穿过匀强电场离开时，就好像是从金属板间的中心线的中点（l/2）处沿直线飞出。：若v0是粒子从静止开始经一电压为U1的加速电场获得的，则结果又如何？20121mvqU 1202qUmvdmvqUly2022解：粒子在加速电场中加速时，由动能定理有：1224dUlUy 122tandUlU 带电粒子在电场中先加速后偏转时，y、均与比荷无关，只跟电场结构有关。即：dmvqUl20tan又则有：三、示波管的原理产生高速飞行的电子束待显示的电压信号锯齿形扫描电压使电子沿Y方向偏移使电子沿x方向偏移l1、利用电场可以使带

6、电粒子加速或偏转、利用电场可以使带电粒子加速或偏转l若作直线运动，一般应使用“动能定理”，其优点在于：不要求物体一定要作匀变速运动，且在非匀强电场中也可使用。l2、求解带电粒子在电场中作曲线运动问题，、求解带电粒子在电场中作曲线运动问题，一般应先进行运动分解，然后用牛顿定律求解一般应先进行运动分解，然后用牛顿定律求解l3、处理带电粒子在电场中运动的一般步骤是：、处理带电粒子在电场中运动的一般步骤是：小结：小结：l分析带电粒子的受力情况，尤其要注意是否应该考虑重力（除非有说明或暗示，一般来说，对于电子、质子、离子、粒子等“粒子”重力可忽略，而对于小球、尘埃、液滴等“颗粒”重力不可忽略），电场力是否恒定等。l分析带电粒子的初始状态及条件，确定带电粒子作 直线运动还是曲线运动。l建立正确的物理模型，确定解题途径是用动力学，或动能定理，或是