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《2.4带电粒子在电场中的运动课件-2021-2022学年鲁科版（2019）高中物理必修第三册》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
第4节带电粒子在电场中的运动第2章电势能与电势差鲁科版（2019版）必修3
11带电粒子在电场中的直线运动P45粒子电子e质子p中子n（不带电）α粒子（氦核）正电子微粒尘埃油滴1.1粒子的分类和受力特点1.2带电粒子的直线运动1.2.1条件合外力为零或合外力与速度在同一直线上1.2.2匀速直线运动合外力为零比荷（荷质比）:q/m
21带电粒子在电场中的直线运动1.2.3匀加速直线运动方法1：牛二和运动学公式方法2：动能定理合外力与速度方向同一方向
31带电粒子在电场中的直线运动1.2.4匀减速直线运动+-200V300V260eV电子拓展：匀变速直线运动+-200V+-
41带电粒子在电场中的直线运动例题：如图所示，平行金属极板的间距为d.质量为m的带电粒子，以初速度v0进入电场后沿直线运动达到上极板．(1)带电粒子做的是什么运动？(2)电场力做功多少？(3)带电粒子的电性如何？[答案](1)做匀速直线运动(2)mgd(3)带负电+-v0变形：(1)带电粒子做的是什么运动？(2)带电粒子的电性如何？
51带电粒子在电场中的直线运动串列直线加速器回旋加速器
6课后作业讲评如图所示，某直线加速器由沿轴线分布的一系列金属圆管（漂移管A、B、C、D、E）组成，质子从K点沿轴线进入加速器并依次向右穿过各漂移管，在漂移管内做匀速直线运动，在漂移管间被电场加速，加速电压视为不变。设质子进入漂移管B时速度为8×106m/s，进入漂移管E时速度为1×107m/s，漂移管间缝隙很小，质子的电荷量与质量之比为1×108C/kg。求相邻漂移管间的加速电压。1带电粒子在电场中的直线运动
72带电粒子在电场中的偏转++++++++++̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶板间距d，电压U，长度Lm，q
82带电粒子在电场中的偏转2.1运动状态分析初速度v0，电场力垂直初速度v0方向2.2处理问题方法化曲为直分成两个垂直的直线运动初速度水平向右：匀速直线运动电场力方向上：初速为零的匀加速直线运动加速度a：++++++++++̶̶̶̶̶̶̶̶̶̶板间距d，电压U，长度Lm，q重力不计L=v0·t
92带电粒子在电场中的偏转侧移量y：场强方向速度vy：偏转角θ的正切：v0vyvtθ
102带电粒子在电场中的偏转v0vvxvyαθθOmqxyULd平抛运动2个有用的推论1）速度的反向延长线与初速度的交点是位移的中点；2）速度夹角的正切是位移夹角正切的2倍；
112带电粒子在电场中的偏转v0vv0vyyy’=?θm－q★确定总偏移量★确定偏转后的动能(或速度)
122带电粒子在电场中的偏转P47课本例题讲解P47如图所示，一质子水平射入竖直偏转电场中，由于受到竖直方向静电力的作用，质子射出时将发生偏转。已知质子的质量m=1.7×10-27kg，电荷量q=1.6×10-19C，射入时速度v0=2.0×105m/s，极板长l=4.0cm，两极板间距离d=2.0cm，极板间电压U=100V，入射方向与极板平行，不考虑重力的影响。求质子离开电场时竖直方向偏移的距离y和偏转的角度α
132带电粒子在电场中的偏转课后习题讲解如图所示，真空中有一电子以速度v沿着与电场强度垂直的方向自O点进入匀强电场。以O为坐标原点建立直角坐标系，x轴垂直于电场方向，y轴平行于电场方向，在x轴上取OA=AB=BC，分别自A、B、C点作与y轴平行的线，跟电子的径迹交于M、N、P三点，求：（1）电子经M、N、P三点时，沿y轴的分速度之比；（2）电子从O点开始每经过相等时间的动能增量之比。
142带电粒子在电场中的偏转例题1：一束电子流在U＝5000V的电场作用下获得一定速度后，在距两极板等距离处垂直进入两极板间的匀强电场，如图所示，若两极间距d＝1.0cm，板长L＝5.0cm，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？
15【例2】如图示，氕核、氘核、氚核三种粒子从同一位置无初速地飘入电场线水平向右的加速电场E1之后进入电场线竖直向下的匀强电场E2发生偏转,最后打在屏上.整个装置处于真空中，不计粒子重力及其相互作用，那么()A．偏转电场E2对三种粒子做功一样多B．三种粒子打到屏上时的速度一样大C．三种粒子运动到屏上所用时间相同D．三种粒子一定打到屏上的同一位置2带电粒子在电场中的偏转AD
16例题3、如图所示，有一带电粒子贴着A板沿水平方向射入匀强电场，当偏转电压为U1时，带电粒子沿①轨迹从两板正中间飞出；当偏转电压为U2时，带电粒子沿②轨迹落到B板中间；设粒子两次射入电场的水平速度相同，则两次偏转电压之比为()A.U1∶U2＝1∶8B.U1∶U2＝1∶4C.U1∶U2＝1∶2D.U1∶U2＝1∶12带电粒子在电场中的偏转A
17备选：如图为一真空示波管的示意图，电子从灯丝K发出(初速度可忽略不计)，经灯丝与A板间的电压U1加速，从A板中心孔沿中心线KO射出，然后进入两块平行金属板M、N形成的偏转电场中(偏转电场可视为匀强电场)，电子进入M、N间电场时的速度与电场方向垂直，电子经过电场后打在荧光屏上的P点.已知M、N两板间的电压为U2，两板间的距离为d，板长为L，电子的质量为m，电荷量为e，不计电子受到的重力及它们之间的相互作用力.(1)求电子穿过A板时速度的大小；(3)若要电子打在荧光屏上P点的上方，可采取哪些措施.(2)求电子从偏转电场偏射出时的侧移量；2带电粒子在电场中的偏转
18例题1：如图甲所示，在距离足够大的平行金属板A、B之间有一电子，在A、B之间加上如图乙所示规律变化的电压，在t＝0时刻电子静止且A板电势比B板电势高，则()A．电子在A、B两板间做往复运动B．在足够长的时间内，电子一定会碰上A板C．当t＝0.5T时，电子将回到出发点D．当t＝0.5T时，电子的位移最大3交变电场问题
193交变电场问题例题2如图甲所示,A和B是真空中正对且面积很大的平行金属板,O是一个可以连续产生粒子的粒子源,O到A、B的距离都是l.现在A、B之间加上电压,电压UAB随时间变化的规律如图乙所示.已知粒子源产生的粒子质量为m、电荷量为-q,产生的粒子在电场力作用下从静止开始运动.假设粒子一旦碰到金属板就附在金属板上不再运动,且电荷量同时消失,不影响A、B板的电势.不计粒子的重力,不考虑粒子之间的相互作用力.已知上述物理量l=0.6m,U0=1.2×103V,T=1.2×10-2s,m=5×10-10kg,q=1.0×10-7C。（1）在t=0时刻产生的粒子会在什么时刻到达那个极板？（2）在t=0到t=T/2这段时间内，哪个时刻产生的粒子刚好不能到达A板？
203交变电场问题
214用等效法处理带电体在复合场中的运动问题例1、如图所示，质量为5×10-8kg的带电微粒以v0=2m/s的速度从水平金属板A、B左端中间水平射入，已知板长L=10cm，板间距离d=2cm。当UAB=1000V时，带电微粒恰好沿直线穿过板间。UAB为多大时微粒从极板边沿飞出?
22例2如图所示，长L＝0.20m的丝线的一端拴一质量为m＝1.0×10－4kg、带电荷量为q＝＋1.0×10－6C的小球，另一端连在一水平轴O上，丝线拉着小球可在竖直平面内做圆周运动，整个装置处在竖直向上的匀强电场中，电场强度E＝2.0×103N/C.现将小球拉到与轴O在同一水平面上的A点，然后无初速度地将小球释放，取g＝10m/s2。求：(1)小球通过最高点B时速度的大小；(2)小球通过最高点时，丝线对小球拉力的大小.4用等效法处理带电体在复合场中的运动问题同一方向的力先加减（求合力），再向心力公式、动能定理等；答案：（1）2m/s（2）3×10-3N;
234用等效法处理带电体在复合场中的运动问题应注意“力学最低点”与“几何最低点”的区别例3、班级为r的绝缘光滑圆环固定在竖直平面内，环上套有一个质量为m、带正电的珠子，空间存在水平向右的匀强电场，如图所示，珠子所受的电场力是重力的四分之三，将珠子从环上最低点A点由静止释放，则：（1）珠子所能获得的最大动能是多少？（2）珠子对环的最大压力是多少？
24【综合问题】如图所示，在E＝103的竖直匀强电场中，有一光滑半圆形绝缘轨道QPN与一水平绝缘轨道MN在N点平滑相接，半圆形轨道平面与电场线平行，其半径R＝40cm，N为半圆形轨道最低点，P为QN圆弧的中点，一带负电q＝10－4C的小滑块质量m＝10g，与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.15，位于N点右侧1.5m的M处，g取10m/s2，求：(1)要使小滑块恰能运动到半圆形轨道的最高点Q，则小滑块应以多大的初速度v0向左运动？(2)这样运动的小滑块通过P点时对轨道的压力是多大？4用等效法处理带电体在复合场中的运动问题答案(1)7m/s(2)0.6N
