1.9带电粒子在电场中的运动1.ppt

1、F=qE,电场强度,电势差,学习运用电场强度、电场力等概念研究带电粒子在电场中运动时的加速度、速度、位移等物理量的变化;,学习运用电势差、电场力做功等概念研究带电粒子在电场中运动时的能量的转化.,第一章 静电场,1.9 带电粒子在电场中的运动1,带电粒子在电场中 要受到哪些力的作用?,通常要受到重力和电场力,一个电子的质量为0.9110-30 kg, 电荷量e=1.610-19 C，当它位于E=5104V/m的电场中时: 受到的重力G为多大？ 受到的电场力F为多大？ F/G=？你会发现什么？,G=mg=910-30N,F/G=11015,F=qE=810-15N,电子、质子、离子等微观带电粒子

2、所受重力一般远小于电场力，重力可以忽略（有说明或暗示除外）。,注意：忽略粒子的重力并不是忽略粒子的质量,3、带电体：是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定.,1、微观带电粒子：如电子、质子、离子等. 带电粒子所受重力一般远小于电场力， 一般都不考虑重力(有说明或暗示除外).,2、宏观带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等. 一般都考虑重力(有说明或暗示除外).,带电体一般可分为两类：,带电粒子在电场中,受电场力,产生加速度,使速度变化,利用电场 使带电粒子,加速,偏转,一、,+qm V0,V=?,怎样求粒子加速后到达另一板的速度?,1、动力学观点：,U,d,E,F,v,由牛顿第二定律：,由运

3、动学公式：,初速度不为零呢？,只适用于匀强电场,一、带电粒子的加速,电场力:F=qE,2、能量观点：,U,d,E,v,由动能定理：,适用于 任何电场,一、带电粒子的加速,电场力做功:W=qU,速度v与电势差U、比荷q/m的平方根成正比 与距离d无关,初速度不为零呢？,用动能定理解题简便,电场力:,加速度:,末速度:,一、带电粒子的加速 小结,1、动力学观点：,运行时间:,2、能量观点：,电场力做功:W=qU,例题1：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加速后，从金属板的小孔穿出。电子穿出时的速度有多大？设电子刚离开金属丝时的速度为零。,解:根

4、据动能定理得:,例题1：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加速后，从金属板的小孔穿出。电子穿出时的速度有多大？设电子刚离开金属丝时的速度为零。,电荷量为e的电子从金属丝移动到金属板, 两处的电势差为U，电势能减少量为eU. 减少的电势能全部转化为电子的动能:,解：,1、下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速后，哪种粒子动能最大 （ ） 哪种粒子速度最大 （ ） A、质子 B、电子 C、氘核 D、氦核,例与练,与电量成正比,与比荷平方根成正比,D,B,1、真空中有一对平行金属板,相距6.2cm,两板电势差为90V。二价的氧离子由静止开始加速,

5、从一个极板到另一个极板时,动能是多大? 这个问题有几种解法?哪种解法比较简便?,2、如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为m、电量为+q的带电粒子，以极小的初速度由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子到达N板的速度为v，如果要使这个带电粒子到达N板的速度为2v ，则下述方法能满足要求的是 （ ）A、使M、N间电压增加为2U B、使M、N间电压增加为4U C、使M、N间电压不变，距离减半 D、使M、N间电压不变，距离加倍,例与练,M,N,U,d,v与电压平方根成正比,B,3、如图M、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为m电量为-q的带电粒子，以初速度V0由小孔进入

6、电场，当M、N间电压为U时，粒子刚好能到达N板，如果要使这个带电粒子能够到达M、N两板间距的1/2处返回，则下述方法能满足要求的是 （ ）A、使初速度减半B、使M、N间电压加倍C、使M、N间电压提高4倍D、使初速度和M、N间电压都加倍,例与练,M,N,U,d,-,v0,B,2、某种金属板M受到某种 紫外线照射时会不停地发射电 子,射出的电子具有不同的方向, 其速度大小也不相同。在M旁 放置一个金属网N。如果用导线 将MN连起来,M射出的电子落到 N上便会沿导线返回M,从而形成 电流。现在不把M、N直接相连,而按图1.9-11那样在M、N之间加一个电压U，发现当U12.5V时电流表中就没有电流。 问:被这种紫外线照射出的电子，最大速度是多少？,4、如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电势差UAB100V，一个质量为m=2.010-12kg、电量为q=-5.010-8C的带电粒子，以初速度v0 =3.0103m/s由A点运动到B点，求粒子到达B点时的速率。（不计粒子重力）,例与练,q为负,5、如图所示，A、B为平行金属板电容器，两板间的距离为d，在A板的缺口