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1、第八节第八节 带电粒子在电场中的运动带电粒子在电场中的运动第一章第一章 静电场静电场3、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运、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动状态来判定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、带电的基本粒子基本粒子：如电子，质子，：如电子，质子，粒子，正负粒子，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。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）。（但并不能忽略质量）。2、带电微粒带电微粒：如带电
2、小球、液滴、尘埃等。除非有：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。说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。+ +_UUE加速加速匀速匀速+qmV=?一、带电粒子的加速一、带电粒子的加速方法方法1：运用运动学和动力学方法求解，设板：运用运动学和动力学方法求解，设板间距为间距为d,因电场力为恒力，所以有因电场力为恒力，所以有方法方法2：运用能量观点求解：运用能量观点求解 例题例题1：实验表明，炽热的金属丝可以发射电子。：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在炽热金属丝和金属板间加以电压U=2500V，从，从炽热金属丝发射出的电子在真空中被
3、加速后，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？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。设电子刚从金属丝射出时的速度为零。- U +金属丝 金属板VE电子的质量为电子的质量为0.9110-30 kg，电子的电荷量电子的电荷量e=1.610-19 C解：金属丝和金属板间的电场虽然不解：金属丝和金属板间的电场虽然不是匀强电场，但仍可用是匀强电场，但仍可用 可得可得 代入数据得：代入数据得：v=3.0107 m/s1：非匀强电场中：非匀强电场中, 如何计算？如何计算？电场力做功，只于始末位置电势差有关电场力做功，只于始
4、末位置电势差有关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明确粒子明确粒子V，a的变化情况的变化情况思思 考：考：3.若粒子以初速度若粒子以初速度V0沿沿垂直垂直场强方向进入电场，场强方向进入电场， 离子的运动情况如何？离子的运动情况如何？例题例题2：如图所示一电子以初速：如图所示一电子以初速V0=3.0X107m/s沿垂直电场方向射入的电场，两极板的长度为沿垂直电场方向射入的电场，两极板的长度为L=6.0cm，相距，相距d=2cm，极板间电压，极板间电压U=200V.求求1）电子射出电场所用时间？）电子射出电场所用时间？2）电子射出
5、电场时沿垂直板面方向偏移的距离）电子射出电场时沿垂直板面方向偏移的距离y3）电子离开电场时偏转的角度）电子离开电场时偏转的角度。v0-qmU+-dLFy3）电子离开电场时沿电场方向的分速度为）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离开电场时的偏转角度为 角度为角度为6.8度度v0+ + + + + +- - - - - -VyV0Vt电子枪电子枪荧光屏荧光屏偏转电极偏转电极+ +- -X XX X、y y、y yX XX X、y y、y y亮斑亮斑如果在偏转电极如果在偏转电极XXXX、YYYY上不加电压，电子如何运动？上不加电压，电子如何运动？如果在偏转电极如果在偏转
6、电极XXXX上不加电压，偏转电极上不加电压，偏转电极YYYY上加电压上加电压电子又如何运动？电子又如何运动？三、示波管原理三、示波管原理课堂小结：课堂小结：一、利用电场使带电粒子加速一、利用电场使带电粒子加速二、利用电场使带电粒子偏转二、利用电场使带电粒子偏转从动力学和运动学角度分析从动力学和运动学角度分析从做功和能量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类似平抛运动的分析方法粒子在与电场垂直的方向上做粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动匀速直线运动粒子在与电场平行的方向上做粒子在与电场平行的方向上做初速度为零的匀加速运动初速度为零的匀加速运动练习练习1.如图所示，在如图所示
7、，在P板附近有一电子由静止开始向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：正确的是：( )A.两板间距越大，加速的时间越长两板间距越大，加速的时间越长B.两板间距离越小，加速度就越大，两板间距离越小，加速度就越大，则电子到达则电子到达Q板时的速度就越大板时的速度就越大C.电子到达电子到达Q板时的速度与板间距板时的速度与板间距离无关，仅与加速电压有关离无关，仅与加速电压有关D.电子的加速度和末速度都与板间电子的加速度和末速度都与板间距离无关距离无关AC 练习练习2.一个初速度为零的电子，在场强一个初速度为零的
8、电子，在场强为为4.0103 V/m的匀强电场中被加速，的匀强电场中被加速，求经过求经过2.010-8 s后，电子的速度和动后，电子的速度和动能。能。(电子质量为电子质量为0.9110-30kg) 解：解：电子在匀强电场中的加速度电子在匀强电场中的加速度: a=F/m = eE/m速度速度:v=at= eEt/m = 1.4107 m/s 动能动能Ek= =8.910-17 J 练习练习3.两块平行的金属板两块平行的金属板A、B之间的电压是之间的电压是80V，一个电子以，一个电子以6.0106 m/s的速度从小孔的速度从小孔C垂直垂直A板进入电场，该电子能打在板进入电场，该电子能打在B板上吗？
9、板上吗？如果能打在如果能打在B板上，它到达板上，它到达B板时的速度有多板时的速度有多大？如果电源电压变为大？如果电源电压变为120V，情况又会怎样，情况又会怎样？解解: 电子射入电场时具有的初动能电子射入电场时具有的初动能:Ek= = 1.610-17 J电子从电子从A板到达板到达B板需克服电场力做功板需克服电场力做功: W=qU= 1.310-17JEk W,可见电子能打在可见电子能打在B板，板，到达到达B板时的速度为板时的速度为v= 如果电源电压变为如果电源电压变为120V，则电子从，则电子从A板到达板到达B板需克服电场力做功：板需克服电场力做功： W=qU= 1.9 10-17 J，这时这时EkW,电子不能打在电子不能打在B板。板。
