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1、1.9带电粒子在电场中的运动学习导航要点提示带电粒子在匀强电场中的运动(一)带电粒子的加速(二)带电粒子的偏转(三)示波管的原理一、带电粒子的加速如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加速电压为U，有一电量为q的带电粒子，它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负板时的速度有多大？(不考虑粒子的重力）qUm+_带电粒子的加速dqUm+_带电粒子的加速d1、受力分析:水平向右的电场力F＝Eq=qU/dF2、运动分析:初速度为零，加速度为a=qU/md的向右匀加速直线运动解法一 运用运动学知识求
2、解解法二 运用动能定理求解如两极板间不是匀强电场该用何种方法求解？为什么？由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，第二种方法仍适用！思考:若粒子的初速度为零,则:若粒子的初速度不为零,则:所以变式一：如图所示,从灯丝逸出的电子,其速度可以认为是零,那么电子通过A板小孔时的动能为eV,通过B板小孔时的动能为eV,打到C板时的动能为eVOABC45V30V454515加速匀速减速结论：由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，所以在处理电场对带电粒子的加速问题时，一般都是利用动能定理进行处理。
3、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？hABV0H解：将动能定理用于运动全过程，由W=△Ek得-mg(H+h)-qUAB=0-mV2012整理可得UAB=m〔V2-2g(H+h)〕2q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，质子，α粒子，正负离子等。这些粒子所受重力
4、和电场力相比都小得多，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。变式二：(带电粒子在电场中的直线运动)如图所示，平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度，两极板与一直流电源相连．若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器，则在此过程中，该粒子()A．所受重力与电场力平衡B．电势能逐渐增加C．动能逐渐增加D．做匀变速直线运动条件：F合、v0共线GF电F合v0αα＞900，W电＜0EP↑，Ek↓F合恒力a
5、不变，匀变速BD二、带电粒子在电场中的偏转问题：如图所示，在真空中放置一对金属板,把两板接到电源上，于是两板间出现匀强电场，现有一个带电粒子以垂直于电场方向的速度射入电场。试分析粒子在电场中的运动情况。ld+-----------+++++++++Uv0q、mF+vv0vyyθ偏转角侧移二、带电粒子在匀强电场中的偏转-+dF⒈基本关系初速度方向电场线方向⒉导出关系侧位移速度偏角⒊几个推论MM是粒子沿极板方向的中点解:电子进入偏转电场后,在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动.加速度所以偏移距离所以偏移角度粒子在
6、与电场平行的方向上做初速为零的匀加速运动结论：带电粒子初速度垂直于电场方向飞入匀强电场的问题就是一个类平抛的问题粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动如图所示，在真空中竖直放置一对金属板x和x’,加电压U1;水平放置一对金属板Y和Y’，板间距离为d。加电压U2，一电荷量为-q质量为m的带电粒子从x极板由静止出发。试分析带电粒子的运动情况。(不计粒子的重力)++++++------+_U1U2-qm三、加速和偏转一体Lv0v加速偏转三、加速和偏转一体++++++------+_U1U2v-qmLv0加速偏转电荷经
7、加速电场加速后进入偏转电场通过加速电场的末速度为进入偏转电场的初速度例题3：如图所示,初速度为零的电子在电势差为U1的电场中加速后,垂直进入电势差为U2的偏转电场,在满足电子能射出偏转电场的条件下,下列四种情况中,一定能使电子的偏转角度变大的是()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BU2U1变式三：如图所示,初速度为零的α粒子和电子在电势差为U1的电场中加速后,垂直进入电势差为U2的偏转电场,在满足电子能射出偏转电场的条件下,正确的说法是()A.α粒子的偏转
8、量大于电子的偏转量B.α粒子的偏转量小于电子的偏转量C.α粒子的偏转角大于电子的偏转角D.α粒子的偏转角等于电子的偏转角DU2U1带电粒子的偏移量由系统决定,而与粒子的质量、电荷量无关课堂小结：一、利用电场使带电粒子加速二、利用电场使带电粒子偏转从动力学和运动学角度分析从做功和能量的角度分析类似平抛运动的分析方法粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动粒子在与电场平行的方向上做初速度为零
