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1、带电粒子在电场中的运动,问题1.如图所示,炽热的金属丝发射电子,在金属丝和金属板之间加以电压U=300V.已知电子质量m=0.9110-30kg,电荷量e=-1.6010-19C,设电子刚从金属丝射出时的速度为零.写出电子被加速 后从金属板小孔中射出 时的速度表达式.数值 为多大?,问题2. A、B、C、D四块金属板平行放置，相邻两板距离为d，所加电源电压如图所示.将电子从A板静止释放，则 1.电子过B板时的动能为多少eV？ 2.电子过C板时的动能为多少eV？ 3.电子能否到达D板？它能到达 距C板的最远距离是多大?,(1) 15eV (2) 15eV (3) 不能,d/2,练习1. 一对带等
2、量异种电荷的平行金属板水平放置，两板距离为d。在距上板高h处,有一质量为m、电荷量为+q的带电质点从静止释放。 1.为使带电质点落到下板时的速度恰好为零,两板间的电压为多少?哪板电势高? 2.带电质点运动到两板正中间时,速度为多大?,练习1. 一对带等量异种电荷的平行金属板水平放置，两板距离为d。在距上板高h处,有一质量为m、电荷量为+q的带电质点从静止释放，质点落到下板时的速度恰好为零。 3.将A板上移或下移少许，质点的运动情况如何？,4.将B板上移或下移少许，质点的运动情况如何？,练习2.初速度v0=2.2105m/s的粒子逆着电场线的方向射入匀强电场中，观察到射入电场的深度为d=0.2m
3、.已知粒子的质量m=6.710-27kg，所带电荷量q=3.210-19C.求： 1.匀强电场的场强 2.粒子在电场区域中的运动时间,(1) 2.5103V/m (2) 3.610-6s,练习3.空间有一区域，存在水平方向的匀强电场，场强为E，一带电微粒质量m，以与水平方向成角斜向上的速度v射入该匀强电场区域，并做直线运动.求： 1.微粒的电性和电量。 2.微粒在电场中运动的最大位移。 3.在电场中运动时间。 4.电荷电势能的变化量的最大值。,q=mg/E tan ,x=v2sin/2g t=2vsin/g 增加了mgv2cos2/2g,练习4.一对平行金属板，加上如图所示的电压，在t=0时刻
4、，B板电势比A板高一个带正电的粒子恰好从B板上的小孔进入两板间的电场区内，它在电场力的作用下开始运动，设粒子的初速度和重力的影响均可忽略.两板间的距离足够大， （1）如果粒子是在t=0 时刻进入的，它将怎样 运动？v-t图线如何？,练习4.一对平行金属板，加上如图所示的电压，在t=0时刻，B板电势比A板高一个带正电的粒子恰好从B板上的小孔进入两板间的电场区内，它在电场力的作用下开始运动，设粒子的初速度和重力的影响均可忽略.两板间的距离为d. （2）如果粒子是在t=0时 刻进入的.,想使粒子到达A板时具有最大动能，交变电压的周期应为多大？,练习4.一对平行金属板，加上如图所示的电压，在t=0时刻
5、，B板电势比A板高一个带正电的粒子恰好从B板上的小孔进入两板间的电场区内，它在电场力的作用下开始运动，设粒子的初速度和重力的影响均可忽略.两板间的距离足够大， （3）如果粒子是在t=T/4 时刻进入的，它将怎样 运动？,练习4.一对平行金属板，加上如图所示的电压，在t=0时刻，B板电势比A板高一个带正电的粒子恰好从B板上的小孔进入两板间的电场区内，它在电场力的作用下开始运动，设粒子的初速度和重力的影响均可忽略.两板间的距离足够大， （4）如果粒子是在t=T/8时刻进入的，它将怎样运动？,练习4.一对平行金属板，加上如图所示的电压，在t=0时刻，B板电势比A板高一个带正电的粒子恰好从B板上的小孔
6、进入两板间的电场区内，它在电场力的作用下开始运动，设粒子的初速度和重力的影响均可忽略. （5）如果粒子是在t=T/8时刻进入的，已知两板间的距离为30cm，粒子在一个周期内向前运动8cm， 经过多长时间粒子从A板射出？,练习4. （89全国）一个质量为m、带有电荷-q的小物体，可在水平轨道Ox上运动，O端有一与轨道垂直的固定墙.轨道处于匀强电场中，场强大小为E，方向沿Ox轴正向，如图所示.小物体以初速v0从x0点沿Ox轨道运动，运动时受到大小不变的摩擦力f作用，且fqE.设小物体与墙碰撞时不损失机械能，且电荷量保持不变，求它在停止运动前所通过的总路程s.,问题1.1.一带电粒子在如图所示的电场
7、中，只在电场力作用下沿虚线所示轨迹从A点运动到B点，则可以判定（ ）A.粒子一定带正电B.粒子的加速度一定减小C.电势能一定减小D.粒子动能一定减小,带电粒子在电场中的偏转,问题1. 2.（98上海）图中实线是一簇未标明方向的由点电荷产生的电场线，虚线是某一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹，a、b是轨迹上的两点.若带电粒子在运动中只受电场力作用，根据此图可作出正确判断的是（ ）A带电粒子所带电荷的电性B带电粒子在a、b两点的受力方向C带电粒子在a、b两点的速度何处较大D带电粒子在a、b两点 的电势能何处较大,问题2.1.在真空中一对金属板,两极板的长度为l,两板间的距离为d,极板间的电压为U
8、.质量为m,电荷量为q的带电粒子从两板之间平行极板射入,射入时的速度为v0,不计粒子的重力(1)带电粒子做什么运动?加速度为多大?(2)求带电粒子射出电 场时侧向偏移距离y 和偏转角.,问题2.1.在真空中一对金属板,两极板的长度为l,两板间的距离为d,极板间的电压为U.质量为m,电荷量为q的带电粒子从两板之间平行极板射入,射入时的速度为v0,不计粒子的重力.(3)证明：带电粒子离开电场时的速度反向延长线过l/2处.,问题2.1.在真空中一对金属板,两极板的长度为l,两板间的距离为d,极板间的电压为U.质量为m,电荷量为q的带电粒子从两板之间平行极板射入,射入时的速度为v0,不计粒子的重力.(
9、4)在平行板的右侧有一荧光屏，极板边缘到荧光屏的距离为L.求带电粒子打在荧光屏上的侧向偏移Y,问题2.2.真空室中电极K发出的电子(初速不计),经过U0=1000V的加速电场后,由小孔S沿两水平金属板A、B间的中心线射入. 板长l=0.20m,相距d=0.020m,加在A、B两板间电压u随时间t变化图线如图2所示.设A、B间的电场可看作是均匀的,且两板外无电场. 光屏与极板右端距离 b=0.15m. 求电子打在荧 光屏上的最大偏移量.,【2.5cm 】,为什么每个电子在偏转电场中运动过程中两板间电压可视为恒定？,问题2.3.如图所示是科研实验中用来使带正电粒子加速和偏转的装置，如果让氢和氦进入
10、并电离，将得到一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物，它们经过同一电场加速后在同一电场中偏转.问它们是否会分为三股，从而到达荧光屏上后产生三个亮点?回答中要说明理由。,练习1. 一束一价正离子流垂直射入匀强电场区域，已知它们离开匀强电场时的偏转角相同，可以判定它们进入电场时A. 一定具有相同的动能B. 一定具有相同的动量C. 一定具有相同的质量D. 一定具有相同的速度,【A】,练习2.图为示波管示意图，示波管的灵敏度为电子离开偏转极时的侧向偏移y跟偏转极所加的电压U2之比（y/U2）.为了提高示波管的灵敏度，可采取的措施是 A.增大偏转极电压U2 B.使偏转极的极板长度l变短 C.使偏转极
11、的极板间距离d变小 D.增大加速极电压U1,【C】,练习3.一束质量为m、电荷量为q的带电粒子以平行于两极板的速度v0进入匀强电场.如果两极板间电压为U，两极板间的距离为d，板长为L，设粒子束不会击中极板.求粒子从进入电场到飞出极板时1.动量的变化量.2.动能的变化量,讨论:1.如果在XX之间不加电压,在YY之间加按正弦规律变化电压,屏上看到什么图形? 2. 如果在XX之间加线性变化电压,在YY之间加按正弦规律变化电压,屏上看到什么图形?,示波管的工作原理,综合运用,一.运动和力的关系. 二.功和能的关系. 三.能量守恒和动量守恒. 1.牛顿第二定律: F合=ma 2.静电力做功跟电势能变化的
12、关系: WAB= EpA-EpB=qUAB=q(A- B) 3.动能定理: W总= Ek2-Ek1=mv22/2-mv12/2,重要的物理规律,练习1.若氢原子的核外电子绕核作半径为r的匀速圆周运动, 已知电子的质量为m,电量为e,静电力恒量为k.求: 1.电子运动的动能. 2.电子绕核的运动的周期.,练习2.如图所示,光滑绝缘细杆竖直放置,它与以正点电荷Q为圆心的某一圆周交于B、C两点,质量为m,带电量为-q的有孔小球从杆上A点无初速下滑,已知AB=h,小球滑到B点时速度大小为 ,求 1.A、C两点电势差. 2.小球滑到C点时速度的大小.,练习3. 在与x轴平行的匀强电场中，一电荷量为1.0
13、10-8C、质量为2.510-3kg的物体在光滑水平面上沿着x轴做直线运动，其位移与时间的关系是x=0.16t0.02t2，式中x以米为单位，t以秒为单位求从开始运动到5s末 1.物体所经过的路程. 2.克服电场力所做的功.,(1)0.34m (2) 310-5J,练习4. A、B两带电小球，A固定不动，质量为2m，电荷量为2q，B的质量为m，电荷量为q.在库仑作用下，B由静止开始在水面上运动. 开始时A、B间的距离为d，B的加速度为a，经过一段时间后，B的加速度为a/4，B的速度为v. 1.求此时A、B间距离为多少？ 2.在此过程中电荷电势能的减少量为多大？ 3.如果A不固定，当B的速度为v
14、时，A、B两个电荷的电势能减少量又为多大？,练习5.空间存在着水平向右的匀强电场,场强为E,一带电小球的质量为m,轻质悬线长为l,在B点静止时与竖直方向成37角,重力加速度g. 1.小球带何种电荷? 电荷量为多少?,练习5.空间存在着水平向右的匀强电场,场强为E,一带电小球的质量为m,轻质悬线长为l,在B点静止时与竖直方向成37角,重力加速度g. 2. 将小球从A点静止释放.求: (1)小球摆动的最大角度. (2)小球运动的最大速度. (3)绳对小球的最大拉力.,练习5.空间存在着水平向右的匀强电场,场强为E,一带电小球的质量为m,轻质悬线长为l,在B点静止时与竖直方向成37角,重力加速度g. 3.把小球向左拉至细线水平位置后静止释放, 求小球过最低点时的速度和悬线的拉力.,练习5.空间存在着水平向右的匀强电场,场强为E,一带电小球的质量为m,轻质悬线长为l,在B点静止时与竖直方向成37角,重力加速度g. 4.现将该小球从电场中某点以大小为v0的初速度竖直上抛.求: (1)小球从抛出点至最高点 的电势能变化量. (2)小球在电场内运动过程 中的最小速度.,
