高二人教物理选修31课件1.8带电粒子在电场中的运动

1、第八节 带电粒子在电场中的运动,第一章 静电场,3、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,电场中的带电粒子一般可分为两类：,1、带电的基本粒子：如电子，质子，粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比小得多，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。,+qm,V=?,一、带电粒子的加速,方法1：运用运动学和动力学方法求解，设板间距为d,因电场力为恒力，所以有,方法2：运用能量观点求解,例题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=

2、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？设电子刚从金属丝射出时的速度为零。,- U +,金属丝 金属板,V,E,电子的质量为0.9110-30 kg，电子的电荷量e=1.610-19 C,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,1：非匀强电场中, 如何计算？,电场力做功，只于始末位置电势差有关,2：若带正电粒子以V0负板向正板运动，分析,粒子运动情况,明确粒子V，a的变化情况,思 考：,3.若粒子以初速度V0沿垂直场强方向进入电场， 离子的运动情况如何？,例题2：如图所示一电子以

3、初速V0=3.0X107m/s沿垂直电场方向射入的电场，两极板的长度为L=6.0cm，相距d=2cm，极板间电压U=200V.求1）电子射出电场所用时间？ 2）电子射出电场时沿垂直板面方向偏移的距离y 3）电子离开电场时偏转的角度。,v0,-q,m,U,L,y,3）电子离开电场时沿电场方向的分速度为Vy， 离开电场时的偏转角度为 角度为6.8度,Vy,V0,Vt,电子枪,荧光屏,如果在偏转电极XX、YY上不加电压，电子如何运动？如果在偏转电极XX上不加电压，偏转电极YY上加电压电子又如何运动？,三、示波管原理,课堂小结：,一、利用电场使带电粒子加速,二、利用电场使带电粒子偏转,从动力学和运动学

4、角度分析,从做功和能量的角度分析,类似平抛运动的分析方法,粒子在与电场垂直的方向上做 匀速直线运动,粒子在与电场平行的方向上做 初速度为零的匀加速运动,练习1.如图所示，在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动，则关于电子在两板间的运动情况，下列叙述正确的是：( ),A.两板间距越大，加速的时间越长 B.两板间距离越小，加速度就越大，则电子到达Q板时的速度就越大 C.电子到达Q板时的速度与板间距离无关，仅与加速电压有关 D.电子的加速度和末速度都与板间距离无关,AC,练习2.一个初速度为零的电子，在场强为4.0103 V/m的匀强电场中被加速，求经过2.010-8 s后，电子的速度和动能。(电子质量为0.9110-30kg),解：电子在匀强电场中的加速度: a=F/m = eE/m 速度:v=at= eEt/m = 1.4107 m/s 动能Ek= =8.910-17 J,练习3.两块平行的金属板A、B之间的电压是80V，一个电子以6.0106 m/s的速度从小孔C垂直A板进入电场，该电子能打在B板上吗？如果能打在B板上，它到达B板时的速度有多大？如果电源电压变为120V，情况又会怎样？,解: 电子射入电场时具有的初动能: Ek= = 1.610-17 J 电子从A板到达B板需克服电场力做功: W=qU= 1.310-17J Ek W,可见电子能打在B板， 到达