9.带电粒子在电场中的运动25张PPT

课件25张PPT。9.带电粒子在电场中的运动 基本粒子：如电子、质子、离子等，由于重力很小，
远小于电场力，一般情况下不考虑重力。 带电颗粒： 如液滴、油滴、尘埃、小球等，在没有明
确指出或暗示下重力一般不能忽略。
课前思考：什么情况下粒子的重力可以忽略呢？
一、带电粒子在电场中的加速（不考虑重力）
提出问题：如何使带电粒子在电场中加速而不改变它的运动方向呢？
请同学们讨论并提出自己的方案一，带电粒子在电场中的加速（不计粒子的重力）在真空中有一对平行
金属板，由于接到电
池组上带电，两板间
的电势差为U，板间距
离为d,若一个质量为
m、带正电荷为q的粒
子，静止放在左极板
附近，将会怎样呢？U+qm+_ d1.受力分析：水平向右
的电场力。
2.运动分析：初速度为零，
向右的匀加速直线运动。
v? F电 ＝ Eq = qU/d解法一：力和运动的关系解法二：动能定理哪种解法更好呢？
结论：1.解法一只适用于匀强电场。

2.解法二适用于一切电场。 3.若带电粒子的m,q不变，则在电场中
加速得到的速度只与加速电压有关系。
与板间距离d没有关系。 同步练习：
例1. 在点电荷＋Q的电场中有A、B两点，将质子和α粒子
分别从A点由静止释放，已知质子和α粒子的电性相同，
带电量之比为1:2，质量之比为1:4，则到达B点时，
它们的速度大小之比为多少？
二、带电粒子在电场中的偏转(不计粒子的重力)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。
你能画出带电粒子的轨迹吗？ vxvy 1.受力分析：带电粒子受到竖直向下的电场力F电 ＝ Eq = qU/d 2.运动分析 水平方向:向右做匀速直线运动. 竖直方向:向下做初速度为零的匀加速直线运动. 水平方向:匀速直线运动。求带电粒子射出电场时沿垂直于板面方向
速度Vy，偏移的距离y和偏转的角度求带电粒子射出
电场时的速度v此种运动和平抛运动类似，所以用运动的
合成与分解的方法 例2.如图所示,相距为d长度为l的平行板AB加上电压 后,可在A、B之间的空间中产生电场,在A、B左端距AB 等距离处的O点,有一电量为+q质量为m的粒子以初速度v0沿水平方向(与A、B板平行)射入.不计重力,要使此 粒子能从C处射出,则A、B间的电压应为( )
A. B.
C. D. vo+ + + + + + + +- - - - - - - -dABOC例3. 一个电子以4.0×106m／s的速度沿与电场垂直的方向从A点飞进匀强电场，并且从另一端B点沿与场强方向成1500角方向飞出，那么，A、B两点间的电势差为多少伏？(电子的质量为9.1×10－31 kg).学会用能量的观点处理带电粒子在电场中的运动问题；曲线运动的基本解法就是运动的合成和分解。·vAAB·1500vBvAvyφv0vy+_
提问：带电粒子先经加速电场加速后进入偏转电场做类平抛运动，那么离开电场时的偏转角和偏转量为多少？三、加速和偏转一体提问：这说明什么问题呢？
带电粒子离开电场时的偏转角和偏移量均与带电粒子的质量和电量无关. 不同的带电粒子从静止经过同一电场加速后进入同一偏转电场，它们在电场中的偏转角度和偏转距离总是相同的，所以无法将电性相同的粒子分开。例题（加速偏转）一束电子流在经U=5 000 V的加速
电压加速后，在距两极板等距处
垂直进入平行板间的匀强电场，
如图3所示，若两板间距
d=1.0 cm，板长l=5.0 cm，
那么，要使电子能从平行板间
飞出，两个极板上最多能加
多大电压?例4.有一电子(电量为e)经电压U0加速后进入两块间距为d、电压为U的平行金属板间．若电子从两板正中间垂直电场方向射入，且正好能穿过电场．求：
(1)金属板AB的长度
(2)电子穿出电场时的动能 ．1.利用电场使带电粒子加速2.利用电场使带电粒子偏转从力和运动的关系的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　四、课后作业：试证明以下结论 1. 带电粒子从偏转电场射出时，其速度反向延长线与初速度
方向延长线交于一点，此点平分沿初速度方向的位移。2.以相同初速度进入同一偏转电场的带电粒子，不论m,q是否相
同，只要q/m 相同，即荷质比相同，则偏转距离和偏转角度相同。3.若以相同初动能EK0进入同一偏转电场，只要q相同，
不论m是否相同，则偏转距离和偏转角相同。