带电体在电场中的运动.ppt

1、带电体在电场中的运动,一、带电体的分类,1、基本粒子：如电子、质子、粒子、离子等。,除有说明或明确的暗示以外，一般不考虑重力（质量不能忽略）,2、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，一般要考虑重力,二、带电体只在电场力作用下的运动（基本粒子）,1、加速,电场力做功可以使带电粒子的动能增大,相应的电场称为加速电场,分析角度,力的观点：,带电粒子受到的电场力与速度在一直线上，做匀变速直线运动,能的观点：,电场力做功等于动能的变化,典型问题,例：如图所示，虚线a、b和c 是某静电场中的三个等势面，它们的电势分别为a、b和c，abc，一带正电的粒子射入电场中，其运动轨迹如

2、实线KLMN所示，由图可知（ ） A粒子从K到L的过程中，电场力做负功 B粒子从L到M的过程中，电场力做负功 C粒子从K到L的过程中，静电势能增加 D粒子从L到M的过程中，动能减小,A,2、偏转,运动状态,以v0垂直于电场进入匀强电场,所受电场力与初速垂直,做类平抛运动,处理方法（参考平抛运动的分析方法）,v,v0,v,y,l/2,通过电场的时间t,带电粒子偏转角,带电粒子的偏转位移y,速度反向延长线的特点,通过电场的时间t,带电粒子偏转角,带电粒子的偏转位移y,粒子穿过电场过程中动能的增量,速度反向延长线的特点,粒子从偏转电场中射出时，就好象是从极板间的中央l/2处沿直线射出一样,典型问题,

3、例： 不同的带电粒子（不计重力），从静止开始由同一电场加速后进入同一偏转电场在什么条件下穿过电场所需时间与偏转的角度相同？,比荷相同,时间相同；偏转角相同不需条件,练习： 带同种电荷的不同粒子（不计重力），由静止被电压为U0的加速电场加速后，垂直进入电压为U的偏转电场并射出，则射出偏转电场时的偏转位移与m、q有关吗？轨迹相同吗？,偏转位移与m、q无关，轨迹相同,拓展与提高,例：如图所示，两平行金属板竖直放置，左极板接地，中间有小孔。右极板电势随时间变化的规律如图所示。电子原来静止在左极板小孔处。（不计重力作用）下列说法中正确的是 A从t=0时刻释放电子，电子将始终向右运动，直到打到右极板上 B

4、从t=0时刻释放电子，电子可能在两板间振动 C从t=T/4时刻释放电子，电子可能在两板间振动，也可能打到右极板上 D从t=3T/8时刻释放电子，电子必将打到左极板上 （）,A C,练习： 如图所示，两块平行金属板MN间的距离为d，两板间电压u随时间t变化的规律如右图所示电压的绝对值为U0t=0时刻M板的电势比N板低在t=0时刻有一个电子从M板处无初速释放，经过1.5个周期刚好到达N板电子的电荷量为e，质量为m求：该电子到达N板时的速率v在1.25个周期末该电子和N板间的距离s,解：由题意知，电子在第一、三个T/2内向右做初速为零的匀加速运动，第二个T/2内 向右做末速为零的匀减速运动。由 知，

5、这三段时间内电子的位移是相同的。 在第三个T/2内对电子用动能定理： 其中U=U0/3，得。 在第三个T/2初，电子的位置离N板d/3， 在第三个T/2内，电子做初速为零的匀加速运动，总位移是d/3，前一半时间内的位移是该位移的1/4，为s/=d/12，因此这时离D板s= d/3- s/=d/4。,练习：如图所示，A、B为水平放置的平行金属板，板间距离为d（d远小于板的长和宽）。在两板之间有一带负电的质点P。已知若在A、B间加电压U0，则质点P可以静止平衡。现在A、B间加上如图24所示的随时间t变化的电压U。在t=0 时质点P位于A、B间的中点处且初速为0。已知质点P能在A、B之间以最大的幅度上下运动而又不与两板相碰，求图中U改变的各时刻t1、t2、t3及tn的表达式。（质点开始从中点上升到最高点或从最低点到最高点的过程中，电压只改变一次。）,解：由已知可得：，因此在两板间有电压2U0时，质点所受的合外力将是mg，方向竖直向上，加速度为g，方向竖直向上；而两板间无电压时，质点所受的合外力也是mg，方向竖直向下，加速度为g，方向竖直向下。 如右图所示：为使质点在两板间以最大幅度运动，t=0开始应使质点先匀加速上升d/4到Q，再匀减速上升到M。设匀加速、匀减速的时间均为t1， ，得； 从上极板运动到下极板过程中，质点先匀加速下降d/2到P，再匀减速