高中物理选修3-1-带电粒子在电场中的运动.ppt

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1、上节回放9带电粒子在电场中的运动电容器1电容2平行板电容器的电容3平行板电容器间电场4带电体在电场中的平衡问题带电体1①带电粒子：质子、电子、正负离子、α粒子……一般不考虑带电粒子的重力粒②带电微粒：小球、尘埃、液滴……微通常要考虑带电微粒的重力一般视为质点带电体在电场中受力分析2例1一个电子的质量为9.1×10-31kg,电荷量q=1.6×10-19C，当它位于E=5×104V/m的电场中时:受到的重力G为多大？受到的电场力F为多大？G=mg=9×10-30NF=qE=8×10-15NF=1×1015G例2用细线将一质量为m，电荷量为q的小球悬挂在开花板下方，

2、设空间存在水平方向的匀强电场，当小球静止时把细线烧断，那么此后小球将______________________________运动。沿悬线延长线方向做匀加速直线例3如图，平行金属板水平放置并接到直流电源上，一个带电微粒P恰好静止在两板之间。现用外力将P固定住，然后固定导线各接点，使两板均匀转过α角，再撤去外力，则P在两板间将（）A.保持静止B.水平向左做直线运动C.向右下做直线运动D.α大小未知，无法确定P运动状态ααPB带电体在电场中的平衡问题3例4如图1所示，A、B两个点电荷，相距为r，A带有9Q的正电荷，B带有4Q的正电荷，如果A和B固定，应如何放置第三

3、个点电荷q，才能使此电荷处于平衡状态？rABAB连线间距A为x=—r35与q的带电量无关如果A和B是自由的，应如何放置第三个点电荷，使三个点电荷都处于平衡状态，并求第三个点电荷C的电量q的大小及电性。AB连线间距A为x=—r35q带负电，电量q=-—Q3625例5现要测量一个带电小球（小球质量已知，设为m）的带电量，某同学设计如下测量方案：取一个和带电小球完全相同的不带电小球，使两小球接触后分开，然后分别用等长的绝缘细线悬挂起来，测出它们稳定后悬线偏离竖直方向的夹角为θ，从而算出小球的带电量。你认为他的方案是否可行？若可行，则还需测量哪些物理量，并推导出小球所带

4、电量的表达式。ABOθθ此方案可行。还需测量的物理量是悬线的长度l（或悬点到球心的距离）。mgtanθ4l————ksinθ原小球的带电量例6如图所示，两根长为的绝缘细线上端固定在O点，下端各悬挂质量为的带电小球A、B，A、B带电分别为+q、-q。今在水平向左的方向上加匀强电场，场强E，使连接AB长为的绝缘细线拉直，使两球处于静止状态，问：要使两小球处于这种状态，外加电场E的大小为多少？ABEO例7两个质量相同，分别带有等值异号电荷的小球，先将它们用绝缘细线连接再用另一绝缘细线拴住带正电荷的小球，将它们悬挂于O点，整个装置处于水平向右的匀强电场中，平衡后，它们的

5、正确位置是下图示中的哪一个？E+qA-qCE+q-qB+q-qE-qD+qEB例8电子所带电荷量最早是由美国科学家密立根通过油滴实验测出的。原理如图所示，两块水平放置的平行金属板与电源连接，上、下板分别带正、负电荷，两板间的电场为匀强电场。油滴从喷雾器喷出后，由于摩擦而带电，油滴进入上板中央小孔后落到匀强电场中，通过显微镜可以观察到油滴的运动情况.两金属板间的距离为d，忽略空气对油滴的浮力和阻力。调节两金属板间的电势差u，当u=U0时，使得某个质量为ml的油滴恰好做匀速下降。求此油滴所带电荷量q为多少？q=——m1gdUo带电体在电场中的加速问题带电粒子在匀强电

6、场中的加速1+-匀速加速匀速末速度？vtvo已知m、q、U、v0方法1：牛顿定律+运动学公式受力分析：不计重力，只受电场力加速度a:a=Fm—F=qEd—UE=a=qUmd——速度位移公式:vt2–v02=2ad末速度度vt=v02+2qUm——方法2：动能定理做功分析：只受电场力，电场力做正功电场力的功：W=qU动能定理：W=—12_mvt2—12mv02∴qU=—12_mvt2—12mv02末速度度vt=v02+2qUm——例9三块相同的金属平行板A、B、D自上而下水平放置，间距分别为h和d，如图所示。A、B两板中心开孔，在A板的开孔上搁有一金属容器P且与A

7、板接触良好，其内盛有导电液体。A板通过闭合的电键与电池的正极相连，B板与电池的负极相连并接地，电池提供A、B两极板电压为U0，容器P内的液体在底部小孔O处形成质量为m，带电量为q的液滴后自由下落，穿过B板的开孔O`落在D板上，其电荷被D板吸咐，液体随即蒸发，接着容器顶部又形成相同的液滴自由下落，如此继续，设整个装置放在真空中。求：(1)第一个液滴到达D板的速度为多少?(2)D板最终可达到的电势为多少?POO`ABDSU0hd带电粒子在非匀强电场中的加速2+QPA例10如图所示的电场中P点与A板间电势差为90V。一个二价氧离子从P点由静止释放，经加速电场后离子金属

8、板A小孔时的速度是多少？