2.带电粒子在场中的运动

1、Please enjoy yourself带电粒子在电场中的运动 带 电 粒 子 在 电 场 中 的 运 动 二、带 电 粒 子 在 电 场 中 的 加 速的问题 三、带 电 粒 子 在 电 场 中 的 偏 转 问 题 四、应用一、带电粒子在电场中的平衡问题一、带电粒子在电场中的平衡此时一般考虑带电粒子所受的重力，带电粒子在电场中处于静止状态，则若受几个力平衡，则应用力学中关于受力平衡的知识解决问题受力平衡静止匀速直线运动例1：如图所示，两块相距为d，足够长的金属板平行竖直放置，长为L的细绝缘线一端拴质量为m的带电小球，另一端固定在左板上某点，小球静止时绝缘线与竖直方向的夹角为，如将丝线剪断，

2、问：（1）小球将如何运动？（2）小球经过多长时间打到金属板上？m(1)小球将做匀加速运动，方向与它的受力方向相反。（2）t= 二、带 电 粒 子 在 电 场 中 的 加 速非匀强电场中匀强电场中带电粒子在电场中加速。 解决方法：动能定理V0Vtq m+uqU= mv2- mv22121 t 0 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？hABV0H将动能定理用于运动全过程，由W=Ek得 hABV0H总结用能量的观点解决带电体

3、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。-mg(H+h)-qUAB=0- mV2012整理可得UAB=mV2-2g(H+h)2q例题2：如图所示，在点电荷+Q的电场中有A、B两点，将质子和粒子分别从A点由静止释放到达B点时，它们的速度大小之比为多少？+ABQ解：设AB两点间的电势差为U，由动能定理得：对质子：对粒子：故三、带电粒子的加速与偏转v0+-qvv0vy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U1mU2+_本质：类平抛运动。解决方法：运动的合成与分解 X方向：Vx=V0 X=V0t y方向:Vy=atY= at212qE

4、mqUmda= =Y=qUt22md侧移距离=arctanqUtmdv0偏转角Vx=V0EVVyV0 yUXtan=VyV0=qUtmdv0例3(类平抛运动） 如 右 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 下，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 度（u、L、d 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；、u1v0v0vvy(u2 L d) 粒 子

5、 飞 出 电 场 时 偏 转 角 与 粒 子 无 关。结 论： 一单摆摆球的质量为m，电量为+q， 它在做周期为T的简谐运动，如在振动过程中，突然加上E=mg/q，方向竖直向上的匀强电场，这时摆球 的运动可能是A、类平抛运动B、静止C、周期改变的简谐振动D、匀速圆周运动练习例4、圆周运动ABC0答案：BD带电粒子在匀强电场中运动状态匀变速直线运动加速匀变速曲线运动偏转1.平衡2.匀变速运动静止匀速直线运动可能是总结：四、应用（示波器）Y输入地偏转距离接线原理图：如图是静电分选的原理示意图，将磷酸盐和石英的混合颗粒由传送带送至两个带电平行板上方中间，经电场区域下落，电场强度5105V/m，磷酸颗

6、粒带正电，石英颗粒带负电，颗粒带电率（即颗粒所带电量与颗粒质量之比）均为10-6C/kg，若要求两种颗粒经电场区域后至少分离10cm，粒子在电场中通过的竖直距离至少是多少？实例应用1 S为离子源，它能产生氢离子、一价氦离子和二价氦离子，这些离子的混合物经过同一加速电场由静止开始加速，然后又被另一电场偏转，最后打在荧光屏上而产生亮点，试问亮点有几个？请说明理由。实例应用2利用物理规律或其他手段（如几何图形）找出各物理量间的关系，建立方程组。处理带电粒子在电场中运动的一般步骤分析带电粒子的受力情况，尤其要注意是否应该考虑重力，电场力是否恒定等。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。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，或是两者结合使用。方法小结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。