带电粒子的加速.ppt

1、,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,第一章 静 电 场,复习回顾,1、牛顿第二定律的内容是什么？,2、动能定理的表达式是什么？,3、如何求电场力做功？,(注意是合力做的功）,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,一、带电粒子的加速,如图为两个带小孔的平行金属板，板间电压为U。一带电粒子质量为m、电荷量为q，从左孔飘入板间电场，最终从右孔射出。不计粒子重力。,问：,（1）粒子将做何运动？,（2）能用几种方法求出粒子从右孔射 出时的速度v。,提示： （1）初速度为零的匀加速直线运动,（2）方法：a、运用运动学和动力学方法求解,b、运用能量观点求解,解法一：运用运动学和动力学方法求解，设板间 距为d

2、,因电场力为恒力，所以有,解法二：运用能量观点求解,注：该方法不仅适用于匀强电场也适用于非匀强电场。,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,一、带电粒子的加速,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,方法归纳：,1、匀强电场中，若v0=0或v0/E，则匀变速直线运动。,2、处理方法： a、牛顿定律、运动学公式。 仅适用于匀强电场中的直线运动,b、动能定理：,适用：一切电场 直线曲线运动,一、带电粒子的加速,如上图，氢核（ ）、氘核（ ）、氚核（ ）分别由左 孔由静止释放，后由右孔射出，则： 射出时的动能之比为_ 射出时的速度之比为_,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,一、带电粒子的加速,例1：,提

3、示：,1：1：1,实验表明，炽热的金属丝可以发射电子。在炽热金属丝和金属板间加以电压U=2500V，从炽热金属丝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？电子的质量为0.9110-30 kg，电子的电荷量e=1.610-19 C。设电子刚从金属丝射出时的速度为零。,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,一、带电粒子的加速,例2：,- U +,金属丝 金属板,V,E,解：金属丝和金属板间的电场虽 然不是匀强电场，但仍可用,可得,代入数据得：v=3.0107 m/s,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由小孔进入电场

4、，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间的电压都加倍。,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,一、带电粒子的加速,例3：,B,例4：如图，在A处有一静止的带电体，若P处有一群静止 的质子和粒子，只在电场力作用下由 P运动到Q， 则到Q时质子和粒子的速度之比为 （ ）,A,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,一、带电粒子的加速,例5:如图所示，水平放置的A、B两平行金属板相距h，上板带 正电。现有质量是m、带电量为+q

5、的小球，在板下方距离 B为H的P处，以初速度V0竖直向上运动，并从B板小 孔进 入板间电场。欲使小球刚好打到A板， 求A、B间的电势差UAB,A,B,h,H,P,V0,解法一：,利用牛顿运动定律和运动学公式:,小球从P到B：,小球从B到A：,又,解得:,+ + + + + + +,- - - - - - -,A,B,h,H,P,V0,+ + + + + + +,- - - - - - -,解法二：,小球从P到A的全过程， 由动能定理有:,解得:,例5:如图所示，水平放置的A、B两平行金属板相距h，上板带 正电。现有质量是m、带电量为+q的小球，在板下方距离 B为H的P处，以初速度V0竖直向上运动，并从B板小 孔进 入板间电场。欲使小球刚好打到A板， 求A、B间的电势差UAB,第九节 带电粒子在匀强电场中的运动,一、带电粒子的加速,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） 。下面对粒子的运动描述正确的是： （ ）,例6:,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