甘肃省武威第十八中学人教版高中物理选修3-1课件19带电粒子在电场中运动1

带电粒子在电场中的运动看运动就是看受力和初态定性如果不计重力的电子，只受电场力作用，那么，电子在电场中可能做 （）A．匀速直线运动 B．匀加速直线运动C．匀变速曲线运动D．匀速圆周运动BCD宇航员在探测某星球时，发现该星球均匀带电，且电性为负，电量为Q，表面无大气，在一实验中，宇航员将一带电q（q﹤Q）的粉尘置于距该星球表面h高处，该粉尘恰好处于悬浮状态；宇航员又将此粉尘带到距该星球表面2h处，无初速释放，则此带电粉尘将 （）A．背向星球球心方向飞向太空 B．仍处于悬浮状态

C．沿星球自转的线速度方向飞向太空 D．向星球球心方向下落Ｂ看运动就是看受力和初态定量.如图所示，有一质量为m、带电量为q的油滴，被置于竖直放置的两平行金属板间的匀强电场中，设油滴是从两板中间位置，并以初速度为零进入电场的，可以判定（）。（A）油滴在电场中做抛物线运动（B）油滴在电场中做匀加速直线运动（C）油滴打在极板上的运动时间只决定于电场强度和两板间距离（D）油滴打在极板上的运动时间不仅决定于电场强度和两板间距离，还决定于油滴的荷质比ＢＤ看运动就是看受力和初态感觉整体法静电感应ＡＣＤ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.带电粒子一般可分为两类：1、带电的基本粒子：如电子，质子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比在小得多，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。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（F合=0）2.匀变速运动（F合≠0）静止匀速直线运动如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U。两板间有一带正电荷q的带电粒子。它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负板时的速度有多大？(不考虑粒子的重力）qUm+_带电粒子的加速d一、带电粒子的加速1、受力分析:

水平向右的电场力

F＝Eq=qU/d2、运动分析:初速度为零，加速度为a=qU/md的向右匀加速直线运动。F如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U。两板间有一带正电荷q的带电粒子。它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负板时的速度有多大？(不考虑粒子的重力）qUm+_带电粒子的加速d一、带电粒子的加速F解法一运用运动学知识求解如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U。两板间有一带正电荷q的带电粒子。它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负板时的速度有多大？(不考虑粒子的重力）qUm+_带电粒子的加速d一、带电粒子的加速F解法二运用能量知识求解

如两极板间不是匀强电场该用何种方法求解？为什么？

由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，第二种方法仍适用！思考:若粒子的初速度为零,则:若粒子的初速度不为零,则:

例题：炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板间加以电压U=2500V，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。解:电子电荷量为e,根据动能定理可得

结论：

由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，所以在处理电场对带电粒子的加速问题时，一般都是利用动能定理进行处理。如图所示，在真空中水平放置一对金属板Y和Y’，板间距离为d。在两板间加以电压U，一电荷量为q质量为m的带电粒子从极板中央以水平速度v0射入电场。试分析带电粒子在电场中的运动情况。(不计粒子的重力)二、带电粒子的偏转1、受力分析：2、运动规律分析:粒子受到竖直向下的电场力F＝Eq=qU/d粒子作类平抛运动。UL++++++------Y

dY′

v0qUL++++++------Y

dY′

v0qx方向：匀速直线运动Y方向：初速度为零的匀加速直线运动v0y离开电场时的偏转角：离开电场时偏转量：推论:粒子从偏转电场中射出时,其速度反向延长线与初速度方向交一点,此点平分沿初速度方向的位移vvyΦ

粒子在与电场平行的方向上做

初速为零的匀加速运动结论：带电粒子初速度垂直于电场方向飞入匀强电场的问题就是一个类平抛的问题粒子在与电场垂直的方向上做

匀速直线运动如图所示，在真空中竖直放置一对金属板x和x’,加电压U1;水平放置一对金属板Y和Y’，板间距离为d。加电压U2，一电荷量为-q质量为m的带电粒子从x极板由静止出发。试分析带电粒子的运动情况。(不计粒子的重力)++++++------+_U1U2-qm三、加速和偏转一体Lv0v加速偏转三、加速和偏转一体++++++------+_U1U2v-qmLv0加速偏转电荷经加速电场加速后进入偏转电场通过加速电场的末速度为进入偏转电场的初速度YY’XX’-+--+-若金属平行板水平放置,电子将在竖直方向发生偏转若金属平行板竖直放置,电子将在水平方向发生偏转偏转电极的不同放置方式四、示波器

1、作用：观察电信号随时间变化的情况2、组成：示波管（内部是真空的）、电子枪、偏转电极和荧光屏组成。电子枪偏转电极-+荧光屏YY’XX’YY’XX’电子枪偏转电极-+荧光屏YY’XX’YY’XX’1.如果在电极XX’之间不加电压,但在YY’之间加不变的电压,使Y的电势比Y’高(有时说这种情况是”Y正、Y’负”),电子束运动过程中受哪个方向的力?电子将打在荧光屏的什么位置?电子枪偏转电极-+荧光屏YY’XX’YY’XX’1.如果在YY’之间不加电压,而在XX’之间加不变的电压,(X正、X’负),电子将打在荧光屏的什么位置?电子枪偏转电极-+荧光屏YY’XX’YY’XX’2.如果在XX’之间不加电压,而在YY’之间所加的电压按图所示的规律随时间变化，在荧光屏会看到什么图形？Uyt电子枪偏转电极-+荧光屏YY’XX’YY’XX’3.如果YY’之间的电压仍然如图所示，而在XX’之间加不变的电压(X正、X’负”),在荧光屏会看到什么图形？Uyt电子枪偏转电极-+荧光屏YY’XX’YY’XX’3.如果YY’之间的电压仍然如图所示，而在XX’之间加不变的电压(X负、X’正),在荧光屏会看到什么图形？Uyt电子枪偏转电极-+荧光屏YY’XX’YY’XX’3.如果YY