1.9带电粒子在电场中的运动（共31张ppt）

(共31张PPT)
带电粒子在电场中的运动
复习提问
1牛顿第二定律的表达式是什么？
2动能定理的表达式？
3.电场力做功的计算公式？
4.匀变速直线运动的基本公式有哪些？
速度公式
位移公式
导出公式
V=v0+at
x=v0t+1/2at2
v2-vo2=2ax
5.平抛运动的相关知识点。
G
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e，质子11H，α粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比在小得多，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。
１、动力学方法：
一、带电粒子在电场中的加速(V//E)
A
B
U
d
E
+
F
v
由牛顿第二定律：
由运动学公式：
只适用于匀强电场
2、动能定理：
A
B
U
d
E
+
v
由动能定理：
也适用于非匀强电场
一、带电粒子在电场中的加速
1.下列粒子从初速度为零的状态经加速电压为U的电场后，
哪种粒子速度最大
（
）
A、质子
B、氘核
C、氦核
D、钠离子
A
哪种粒子动能最大（
）
C
例与练
与电量成正比
与比荷平方根成正比
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
初速度不为零呢？
3、如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电势差UAB＝100V，一个质量为m=2.0×10-12kg、电量为q=-5.0×10-8C的带电粒子，以初速度v0
=3.0×103m/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
A
-
v0
B
q为负
解：带电粒子在非匀强电场中只受电场力由动能定理得：
例题2：如图所示，水平放置的A、B两平行板相距h，上板A带正电。现有质量为m，带电量为+q的小球在B板下方距离为H处，以初速度V0竖直向上从B板小孔进入板间电场，欲使小球刚好打到A板，A、B间电势差UAB应为多少？
解：将动能定理用于运动全过程，由W合=△Ek得
-mg(H+h)-qUAB=0-
mV2
0
1
2
整理可得
UAB=
m〔V2-2g(H+h)〕
2q
h
A
B
V0
H
+
+++++++++++++
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
带电粒子
在电场中的运动
(第二课时）
课前小测
　一初速度为零的带电粒子经电压为U0=4.0×103V匀强电场加速后获得v=5.0×103m/s的速度，粒子通过
加速电场的时间t=1.0×10-4s，不计
重力作用，则:
(1)带电粒子的荷质比（q/m)为多大？
(2)匀强电场的场强为多大？
(3)粒子通过电场过程中的位移为多大？
v
二、带电粒子在匀强电场中的偏转(V0⊥E)
l
d
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
U
v0
q、m
F
平抛运动水平方向和竖直方向个做什么运动呢？
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
l
d
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
U
v0
q、m
F
+
v
v0
vy
y
θ
偏转角
侧移
１.沿初速度Ｖ０方向：做匀速直线运动：
２.垂直Ｖ０方向：做初速度为零的匀加速直线运动:
Vy=at
Y=
at2
1
2
类平抛运动
Vx=V0
X=V0t
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
类平抛运动
与粒子比荷q/m成正比
与粒子初速度v0平方成反比
与电场的属性U、l、d有关
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
与粒子比荷q/m成正比
与粒子初速度v0平方成反比
与电场的属性U、l、d有关
类平抛运动
4、质量为m、带电量为q的粒子以初速度v从中线垂直进入偏转电场，刚好离开电场，它在离开电场后偏转角正切为0.5，则下列说法中正确的是（
）
A、如果偏转电场的电压为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25
B、如果带电粒子的比荷为原来的一半，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25
C、如果带电粒子的初速度为原来的2倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25
D、如果带电粒子的初动能为原来的2倍，则粒子离开电场后的偏转角正切为0.25
例与练
偏转角正切与比荷成正比
偏转角正切与初动能成反比
偏转角正切与电压成正比
5、质子(质量为m、电量为e)和二价氦离子(质量为4m、电量为2e)以相同的初动能垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切之比为
，侧移之比为
。
例与练
与电量成正比
与电量成正比
6、三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞入偏转电场，如图所示。则由此可判断（
）
A、
b和c同时飞离电场
B、在b飞离电场的瞬间，a刚好打在下极板上
C、进入电场时，c速度最大，a速度最小
D、c的动能增量最小，
a和b的动能增量一样大
例与练
析与解
7、如图，电子在电势差为U1的加速电场中由静止开始加速，然后射入电势差为U2的两块平行极板间的电场中，入射方向跟极板平行。整个装置处在真空中，重力可忽略。在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角θ变大的是
（
）
A、U1变大、U2变大
B、U1变小、U2变大
C、U1变大、U2变小
D、U1变小、U2变小
例与练
析与解
对加速过程由动能定理：
对偏转过程由偏转角正切公式：
与粒子的电量q、质量m无关
8、如图所示，二价氦离子和质子的混合体，经同一加速电场加速后，垂直射入同一偏转电场中，偏转后，打在同一荧光屏上，则它们（
）
A、侧移相同
B、偏转角相同
C、到达屏上同一点
D、到达屏上不同点
例与练
与粒子的电量q、质量m无关
9、试证明：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场时就好象是从初速度所在直线的中点沿直线离开电场的。
例与练
θ
x
10、如图所示，有一电子(电量为e、质量为m)经电压U0加速后，沿平行金属板A、B中心线进入两板，A、B板间距为d、长度为L，
A、B板间电压为U，屏CD足够大，距离A、B板右边缘2L，AB板的中心线过屏CD的中心且与屏CD垂直。试求电子束打在屏上的位置到屏中心间的距离。
例与练
析与解
电子离开电场，就好象从中点沿直线离开的：
θ
对加速过程由动能定理：
11、质量为1×10-25kg、电量为1×10-16C的带电粒子以2×106m/s速度从水平放置的平行金属板A、B中央沿水平方向飞入板间，如图所示。已知板长L＝10cm，间距d＝2cm，当AB间电压在
范围内时，此带电粒子能从板间飞出。
例与练
v0
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
v0
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
θ
析与解
对偏转过程由偏转角正切公式：
或对偏转过程由侧移公式：