高中物理 1.9《带电粒子在电场中的运动》课件 新人教版选修3-1

1.9带电粒子在电场中的运动3、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。带电粒子在匀强电场中运动情况：受到恒定的电场力受力情况：做匀变速运动一.带电粒子在电场中的加速00v?tvUE1用牛顿运动定律分析用动能定理分析（加速电压）根据动能定理：qU=mv2/2或根据牛顿定律：a=F/m=qU/dm和运动学公式：v2=2ad得2qUmv=粒子加速后的速度与加速电压有关此式也适用于不是匀强电场的情况一.带电粒子在电场中的加速例题1：右图所示，两平行金属板间加一电压U，有一带正电荷q、质量为m的带电粒子在电场力的作用下以初速v0开始从正极板向负极板运动。则（1）带电粒子在电场中作什么运动？（2）粒子穿出负极板时的速度多大？（3）粒子穿出负极板后做什么运动？一般用“动能定理”求解分析：对于粒子来说，一般有mg＜F，故可忽略。(1)带电粒子在电场中以加速度a=F/m=qU/md做匀加速直线运动。(2)由v2-vo2=2ad解得：mqUvv220或：由动能定理qU=mv2/2-mv02/2解得：mqUvv220←U1→++v0v二.带电粒子在电场中的偏转dyqm,0vl)(偏转电压U试根据类平抛运动的知识，推导偏移量y和偏转角θ偏移量y的计算（1）画出电场线，并进行受力分析（2）粒子做什么性质的运动？（3）为计算y，需要知道哪些物理量？（4）这些物理量能计算出吗？y221atyta,?tEFa?y2202mdvqULy偏转角θ的计算（1）什么叫偏转角v0vyv（2）怎样计算偏转角θ？?tan0vvyLymdVqUL2tan20对偏移公式的讨论2202221mdvqULaty对于不同的带电粒子（2）若以相同的动能射入，（3）若经相同电压U0加速后射入，则0220242dUULmdVqULyy与qm无关,随加速电压的增大而减小，随偏转电压的增大而增大。（1）若以相同的速度射入则y∝q/m则y∝q例：离子发生器发射出一束质量为m，电荷量为q的负离子，从静止经加速电压U1加速后，获得速度，并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U2作用后，以速度Ｖ离开电场，已知平行板长为Ｌ，两板间距离为d，1）离子在偏转电场中运动的时间、加速度、速度Ｖ的大小；2）离子在离开偏转电场时的偏转位移和偏转角的正切值。l++++++------u1dv0求：思考题：让一价氢离子和二价氦离子的混合物经过同一加速电场由静止开始加速，然后在同一偏转电场里偏转，在通过加速电场时获得的动能是否相同？通过偏转电场时，它们是否会分为两股？请说明理由。一束电子流经U=5000V的电压加速后，在距两极板等间距处垂直进入平行板间的匀强电场中，若两板间距d=1.0cm，板长l=5.0cm，那么，要使电子能从平行板间飞出，两个板之间的电压最多能加多少？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的匀加速运动