1.9带电粒子在匀强电场中的运动

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时间:2018-04-24

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1、金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com物理选修3-11.9带电粒子在匀强电场中的运动——赵忠海主办单位:金太阳教育集团协办单位:湖南师大附中四川眉山中学校******************************************金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com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。这些粒子所受重力和电场力相比在小得多,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。某些带电体是否考虑重力,要根据题目暗示或

2、运动状态来判定金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com带电粒子在匀强电场中运动状态:静止1.平衡匀速直线运动(F=0)合匀变速直线运动—加速、减速2.匀变速运动(F≠0)合匀变速曲线运动—偏转金太阳新课标资源网一、带电粒子的加速wx.jtyjy.com如图所示,在真空中有一对平行金属板,两板间加以电压U。两板间有一带正电荷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)U1、受力分析:水平向右的电场力+qF_F=Eq=qU/d2、运动分析:m初速度为零,加速度为da=qU/md的向右匀加速直带电粒子的加速线运动。金太阳新课标资源网

3、wx.jtyjy.com一、带电粒子的加速如图所示,在真空中有一对平行金属板,两板间加以电压U。两板间有一带正电荷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)U解法一运用运动学知识求解+qF_v22adm2qUvFqUmdammd带电粒子的加速金太阳新课标资源网一、带电粒子的加速wx.jtyjy.com如图所示,在真空中有一对平行金属板,两板间加以电压U。两板间有一带正电荷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)U解法二运用能量知识求解+qF_12W

4、qUmv总m22qUdv带电粒子的加速m金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com思考: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!12若粒子的初速度为零,则:mvqU21212若粒子的初速度不为零,则:mvmv0qU22金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com例题1:炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板间加以电压U=2500V,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?设电子刚从金属丝射出时的速度为零。解:电子电荷量为e,根据动能定理可得12mvqU22eUvm

5、e1921.6102500m/s300.91107310m/s例与练金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com1、下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速后,哪种粒子动能最大()哪种粒子速度最大()A、质子B、电子C、氘核D、氦核12qUEmv2qUvkm2与比荷平方与电量成正比根成正比金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com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45eV,通过B板小孔时的动能为45eV,打到C板时的动能为15eV加速匀速减速OABC45V30V所以例与练金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com2、如图所示,M、

6、N是在真空中竖直放置的两块平行金属板,质量为m、电量为+q的带电粒子,以极小的初速度由小孔进入电场,当M、N间电压为U时,粒子到达N板的速度为v,如果要使这个带电粒子到达N板的速度为2v,则下述方法能满足要求的是()MNdA、使M、N间电压增加为2UB、使M、N间电压增加为4UC、使M、N间电压不变,距离减半+D、使M、N间电压不变,距离加倍2qUUvv与电压平方m根成正比金太阳新课标资源网wx.jtyjy.com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。二、带电粒子的偏转金太阳新课标资源网wx.jtyjy.

7、comv⊥++++++vφFv0yφ运动状态分析分析方法d-qv0l/2沿初速度方向匀变速曲线运动——(类平抛运动)匀速直线运动---l---沿电场线方向——FqU初速度为零的匀加1.加速度:a==mmd速直线运动l2.飞行时间t=4.偏角vvqUl0y1qUl2tanφ==223.侧移距离y=at=vmdv20022mdv0vqUl金太阳新课标资源网对粒子偏角的讨论wx.jtyjy.comtan

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