《湖南省长郡中学高中物理 第一章 第九节 带电粒子在电场中的运动课件 新人教版选修31》由会员分享，可在线阅读，更多相关《湖南省长郡中学高中物理 第一章 第九节 带电粒子在电场中的运动课件 新人教版选修31（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、带电粒子在电场中的运动电场中的带电粒子一般可分为两类：电场中的带电粒子一般可分为两类：电场中的带电粒子一般可分为两类：电场中的带电粒子一般可分为两类：1. 带电的基本粒子：带电的基本粒子：如电子，质子，如电子，质子， 粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电粒子，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。（但并不能忽示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）。略质量）。 电场中的带电粒子一般可分为两类：电场中的带电粒子一般可分为两类：1. 带电的基本粒子：带电的基本粒子：如电子，质子，如电子，质子，
2、粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电粒子，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。（但并不能忽示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）。略质量）。2. 带电微粒：带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。考虑重力。 电场中的带电粒子一般可分为两类：电场中的带电粒子一般可分为两类：1. 带电的基本粒子：带电的基本粒子：如电子，质子，如电子，质子， 粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电粒子，正负离子
3、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。（但并不能忽示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）。略质量）。2. 带电微粒：带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。考虑重力。 3. 某些带电体是否考虑重力，要根据题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。目暗示或运动状态来判定。带电粒子在匀强电场中带电粒子在匀强电场中受力情况：受力情况：受到恒定的电场力受到恒定的电场力运动情况：运动情况：做匀变
4、速运动做匀变速运动一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速E1（加速电压）（加速电压）一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速用动能定理分析用动能定理分析E1（加速电压）（加速电压）一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速用动能定理分析用动能定理分析用牛顿运动定律分析用牛顿运动定律分析E1（加速电压）（加速电压）根据动能定理：根据动能定理：qU = mv2/2或根据牛顿定律：或根据牛顿定律：a = F/m = qU/dm和运动学公式：和运动学公式：v2 =2ad一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速根据动能定理：根据动能定理：qU = mv2/
5、2或根据牛顿定律：或根据牛顿定律：a = F/m = qU/dm和运动学公式：和运动学公式：v2 =2ad得：得：一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速根据动能定理：根据动能定理：qU = mv2/2或根据牛顿定律：或根据牛顿定律：a = F/m = qU/dm和运动学公式：和运动学公式：v2 =2ad得：得：粒子加速后的速度只与加速电压有关粒子加速后的速度只与加速电压有关此式也适用于不是匀强电场的情况此式也适用于不是匀强电场的情况一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速 例例1：如图，两平行金属板间加一：如图，两平行金属板间加一电压电压U，有一带正电荷，有一带正电荷
6、q、质量为、质量为m的带的带电粒子在电场力的作用下以初速电粒子在电场力的作用下以初速v0开始开始从正极板向负极板运动。则：（从正极板向负极板运动。则：（1）带）带电粒子在电场中作什么运动？（电粒子在电场中作什么运动？（2）粒子穿出负极板）粒子穿出负极板时的速度多大？（时的速度多大？（3）粒子穿出负极板后做什么运动？）粒子穿出负极板后做什么运动？ U1v0v 例例1：如图，两平行金属板间加一：如图，两平行金属板间加一电压电压U，有一带正电荷，有一带正电荷q、质量为、质量为m的带的带电粒子在电场力的作用下以初速电粒子在电场力的作用下以初速v0开始开始从正极板向负极板运动。则：（从正极板向负极板运动
7、。则：（1）带）带电粒子在电场中作什么运动？（电粒子在电场中作什么运动？（2）粒子穿出负极板）粒子穿出负极板时的速度多大？（时的速度多大？（3）粒子穿出负极板后做什么运动？）粒子穿出负极板后做什么运动？分析：对于粒子来说，一般有分析：对于粒子来说，一般有mgF，故可忽略。，故可忽略。(1)带电粒子在电场中以加速度带电粒子在电场中以加速度a=F/m=qU/md做做匀加速直线运动。匀加速直线运动。(2)由由v2-v02=2ad 解得：解得：或：由动能定理或：由动能定理qU=mv2/2-mv02/2解得：解得： U1v0v 例例1：如图，两平行金属板间加一：如图，两平行金属板间加一电压电压U，有一带
8、正电荷，有一带正电荷q、质量为、质量为m的带的带电粒子在电场力的作用下以初速电粒子在电场力的作用下以初速v0开始开始从正极板向负极板运动。则：（从正极板向负极板运动。则：（1）带）带电粒子在电场中作什么运动？（电粒子在电场中作什么运动？（2）粒子穿出负极板）粒子穿出负极板时的速度多大？（时的速度多大？（3）粒子穿出负极板后做什么运动？）粒子穿出负极板后做什么运动？一般用一般用“动能定理动能定理”求解求解分析：对于粒子来说，一般有分析：对于粒子来说，一般有mgF，故可忽略。，故可忽略。(1)带电粒子在电场中以加速度带电粒子在电场中以加速度a=F/m=qU/md做做匀加速直线运动。匀加速直线运动。
9、(2)由由v2-v02=2ad 解得：解得：或：由动能定理或：由动能定理qU=mv2/2-mv02/2解得：解得： U1v0v1. 非匀强电场中，如何计算？非匀强电场中，如何计算？2. 若带正电粒子以若带正电粒子以v0负板向正板运动，分析负板向正板运动，分析 粒子运动情况。粒子运动情况。3. 若粒子以初速度若粒子以初速度v0沿垂直场强方向进入电沿垂直场强方向进入电 场，离子的运动情况如何？场，离子的运动情况如何？1. 非匀强电场中，如何计算？非匀强电场中，如何计算？2. 若带正电粒子以若带正电粒子以v0负板向正板运动，分析负板向正板运动，分析 粒子运动情况。粒子运动情况。3. 若粒子以初速度若
10、粒子以初速度v0沿垂直场强方向进入电沿垂直场强方向进入电 场，离子的运动情况如何？场，离子的运动情况如何？电场力做功，只于始末位置电势差有关电场力做功，只于始末位置电势差有关1. 非匀强电场中，如何计算？非匀强电场中，如何计算？2. 若带正电粒子以若带正电粒子以v0负板向正板运动，分析负板向正板运动，分析 粒子运动情况。粒子运动情况。3. 若粒子以初速度若粒子以初速度v0沿垂直场强方向进入电沿垂直场强方向进入电 场，离子的运动情况如何？场，离子的运动情况如何？电场力做功，只于始末位置电势差有关电场力做功，只于始末位置电势差有关明确粒子明确粒子v，a的变化情况的变化情况二、带电粒子在电场中的偏转
11、二、带电粒子在电场中的偏转试根据类平抛运动的知识，推导偏移量试根据类平抛运动的知识，推导偏移量y和偏转角和偏转角 （1）画出电场线，并进行受力分析。）画出电场线，并进行受力分析。（2）粒子做什么性质的运动？）粒子做什么性质的运动？（3）为计算）为计算y，需要知道哪些物理量？，需要知道哪些物理量？偏移量偏移量y的计算的计算（1）画出电场线，并进行受力分析。）画出电场线，并进行受力分析。（2）粒子做什么性质的运动？）粒子做什么性质的运动？（3）为计算）为计算y，需要知道哪些物理量？，需要知道哪些物理量？（4）这些物理量能计算出吗？）这些物理量能计算出吗？偏移量偏移量y的计算的计算（1）画出电场线，
12、并进行受力分析。）画出电场线，并进行受力分析。（2）粒子做什么性质的运动？）粒子做什么性质的运动？（3）为计算）为计算y，需要知道哪些物理量？，需要知道哪些物理量？（4）这些物理量能计算出吗？）这些物理量能计算出吗？偏移量偏移量y的计算的计算（1）画出电场线，并进行受力分析。）画出电场线，并进行受力分析。（2）粒子做什么性质的运动？）粒子做什么性质的运动？（3）为计算）为计算y，需要知道哪些物理量？，需要知道哪些物理量？（4）这些物理量能计算出吗？）这些物理量能计算出吗？偏移量偏移量y的计算的计算（1）什么叫偏转角？）什么叫偏转角？（2）怎样计算偏转角）怎样计算偏转角？偏转角偏转角 的计算的计
13、算（1）什么叫偏转角？）什么叫偏转角？（2）怎样计算偏转角）怎样计算偏转角？偏转角偏转角 的计算的计算（1）什么叫偏转角？）什么叫偏转角？（2）怎样计算偏转角）怎样计算偏转角？偏转角偏转角 的计算的计算对于不同的带电粒子对于不同的带电粒子对偏移公式的讨论对偏移公式的讨论对于不同的带电粒子对于不同的带电粒子（1）若以相同的速度射入）若以相同的速度射入对偏移公式的讨论对偏移公式的讨论对于不同的带电粒子对于不同的带电粒子（1）若以相同的速度射入）若以相同的速度射入则则yq/m对偏移公式的讨论对偏移公式的讨论对于不同的带电粒子对于不同的带电粒子（1）若以相同的速度射入）若以相同的速度射入（2）若以相同
14、的动能射入）若以相同的动能射入则则yq/m对偏移公式的讨论对偏移公式的讨论对于不同的带电粒子对于不同的带电粒子（1）若以相同的速度射入）若以相同的速度射入（2）若以相同的动能射入）若以相同的动能射入则则yq/m则则yq对偏移公式的讨论对偏移公式的讨论对于不同的带电粒子对于不同的带电粒子（1）若以相同的速度射入）若以相同的速度射入（2）若以相同的动能射入）若以相同的动能射入（3）若经相同电压）若经相同电压U0加速后射入，则加速后射入，则则则yq/m则则yq对偏移公式的讨论对偏移公式的讨论对于不同的带电粒子对于不同的带电粒子（1）若以相同的速度射入）若以相同的速度射入（2）若以相同的动能射入）若以
15、相同的动能射入（3）若经相同电压）若经相同电压U0加速后射入，则加速后射入，则则则yq/m则则yq对偏移公式的讨论对偏移公式的讨论对于不同的带电粒子对于不同的带电粒子（1）若以相同的速度射入）若以相同的速度射入（2）若以相同的动能射入）若以相同的动能射入（3）若经相同电压）若经相同电压U0加速后射入，则加速后射入，则则则yq/m则则yq对偏移公式的讨论对偏移公式的讨论y与与q、m无关，无关，随加速电压的增大而随加速电压的增大而减小，随偏转电压的减小，随偏转电压的增大而增大。增大而增大。Ud练习练习 一束电子流在经一束电子流在经U=5000V的加速电的加速电压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行压加速后，在距两极板等距离处垂直进入平行板间的匀强电场，如图所示，若两极板间距离板间的匀强电场，如图所示，若两极板间距离d=1.0cm，板长，板长l=5.0cm，那么，要使电子能从，那么，要使电子能从平行极板间飞出，两个极板上最多能加多大的平行极板间飞出，两个极板上最多能加多大的电压？电压？lv0
