带电粒子在电场中的运动

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1、第九节、带电粒子在匀强电场中的运动预习&听课点1.带电粒子在电场中的加速2.带电粒子在匀强电场中的偏转3.示波器的原理状元心得笔记1．带电粒子在电场中的运动问题实际上就是力学知识在电场中的运用2．处理粒子在电场中的加速问题，往往首先采用动能定理然后是牛顿运动定律和运动学公式3．带电粒子在电场中的偏转运动是类似平抛的运动，但飞行时间的确定与平抛不同4．示波器的工作原理是粒子加速和偏转的应用互动立体思维导图细品书中知识关键词：加速偏转示波器原理1．带电粒子在电场中的加速带电粒子在电场中加速是因电场力

2、对带电粒子做功而使其动能增加，把电势能转变为机械能，可应用动能定理求解．（1）．带电粒子在匀强电场中的加速问题①运动状态分析：带电粒子沿电场线平行的方向进入匀强电场，受到电场力与运动方向在同一直线上，做匀变速直些运动．可用牛顿定律和运动学公式结合求解相关物理量．③②用功能观点分析：粒子动能的变化量等于电场力对它做的功（电场可以是匀强电场或非匀强电场）．若粒子初速度为零，则满足可推得若粒子初速度不为零，则满足可推得（2）．带电粒子在非匀强电场中的加速问题因电场力对带电粒子做的功W=qU对任何电场都

3、适用，故带电粒子在非匀强电场中的加速，同样是电场力对带电粒子做功使带电粒子的动能增加，根据动能定理有：）带电粒子在电场中的加速例1有两个平行板电容器，它们的极板间距离之比为1：2，极板上所加的电压之比为2：1，若分别有一个电子从负极板由静止被加速到达正极板时，两者的动能之比为多少？运行时间之比为多少？解析：电子从负极由静止被加速到达正极板时，所获得的动能Ek．由qU=mv2可知EK1：EK2=2：1，电子在板间做初速度为零的匀加速直线运动，由可得：t1：t2=答案：t1：t2=点拨：对于带电粒子

4、在匀强电场中的加速问题，粒子在电场中做匀变速直线运动，所以既可用牛顿运动定律来解决也可用能量的观点来解决。带电粒子在电场中的偏转例2．一个平行板电容器的电容为C,带电量为Q，一个质量为m的带电荷量为-q的粒子从电容器的负极板以速度v0。出发飞到电容器的正极板，以下说法中正确的是（）A.电容器两板之间是匀强电场，粒子的运动一)推得：追根究底——若带电粒子在非匀强电场中加速，求末速度对应选用哪一种方法？因带电粒子做的是变加速运动，故用动力学的观点无法求解，所以，只有用功能观点分析，若带电粒子在匀强

5、电场中加速，求末速度时用牛顿运动定律和运动学公式分析与功能观点都可以。但一般先用能量观点来分析，比较简便2、带电粒子在电场中的偏转质量为m、电荷量的q的带电粒子以初速v0沿垂直于电场的方向，进入长为l,间距为d、电压为U的平行金属板间的匀强电场中，粒子将做匀变速曲线运动，是类平抛运动。如右图所示，若不计粒子重力，则可求出如下相关量：（1)粒子穿越电场的时间t粒子在垂直电场方向以vs=v0做匀速直线运动，l=v0t,所以（2）。粒子离开电场时的速度v粒子沿电场方向作匀加速直线运动，加速度，粒子离开

6、电场时平行电场方向的分速度，所以（3）．粒子离开电场时的侧移距离y（4）．粒子离开电场时的偏角φ扫雷专区误解：带电粒子在电场中的偏转都是类平抛运动探析：以上说法是错误的。带电粒子在电场中做类平抛运动的条件是①匀强电场②带电粒子垂直于场强方向进入电场③只受重力作用。只有以上条件全满足时，带电粒子才能做类平抛运动。3、示波器的原理(1)构造：示波器的核心部件是示波管，示波管的构造如图所示定是匀加速直线运动B.不论粒子如何脱离负极板，在两板间总是做匀变速运动，但轨迹不一定是直线，也可能是抛物线C.如果

7、电容器相距较远粒子的加速度就较小，到达正极板时的末速度就较小；如果电容器两板相距较近，粒子的加速度就较大，到达正极板时的末速度就较大D.不论粒子运动轨迹是否是直线，也不论电容器两板是较近还是较远，粒子到达正极板的动能都是（十qQ/C)解析：本题没有明确粒子如何脱离负极板，故可能出现多种情况，即粒子运动轨迹可能是直线，也可能是抛物线，但粒子在电容器两板间受电场力恒定，总做匀变速运动．A错，B对．由动能定理知粒子在飞到电容器正极板时速度恒定，动能恒为（十qQ/C)，故C错，D对答案：B、D点拨：这是

8、一道多种情况分析题目，在解题中一定要抓住，不论电荷怎样运动，但电场力做功与路径无关，也就是说，只要电荷能到达正极板电场力做功相等。例3．一束电子流在经U＝5000V的加速电压加速后，在距两极板等距处垂直进人平行板间的匀强电场，如图所示，若两板间距d＝1．Ocm，板长l=5.Ocm，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？解析：在加速过程中，由动能定理得在进入偏转电场后，电子在平行于板面的方向上做匀速运动在垂直于板面的方向做匀加速直线运动，加速度侧移距离为①电子枪：发射并加速电