1.9带电粒子在电场中的运动(上课用)

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1、1.9带电粒子在电场中的运动(第一课时)电场的基本性质是:对放入电场中的电荷有力的作用。电荷会有加速度。加速度a可能是恒定的也可能是变化的。速度v的大小和方向都有可能发生变化。轨迹既可能是直线也可能是曲线。a。v。轨迹。增大增大直线AEva。v。轨迹。减小减小曲线如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U．板间距离为d，两板间有一个带正电荷量为q，质量为m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，到达负极板时的速度有多大？Uq-+qE一、带电粒子的加速动力学方法：一、带电粒子在电场中的加速ABUdE+Fv由牛顿第

2、二定律：由运动学公式：初速度不为零呢？只适用于匀强电场动能定理：ABUdE+v由动能定理：也适用于非匀强电场一、带电粒子在电场中的加速例题1炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板之间加以电压U=2500V，发射出的电子在真空中加速后，从金属板的小孔穿出。电子穿出时的速度有多大？设电子刚离开金属丝时的速度为零。解：由动能定理代入数据得：电子的质量是0.9×10-30Kg例题2如图所示，在点电荷+Q的电场中有A、B两点，将质子和α粒子分别从A点释放，到达B点时，求它们的速度大小之比？解：质子α粒子对质子：对α粒子：+AB质子指的是氢原子核，所带

3、电荷量为e。α粒子指的就是氦原子核，所带电荷量为2e。例题3如图所示，M、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（）A、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，距离加倍例与练MNUd+v与电压平方根成正比B如图M、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，以初速度V0由小孔进入

4、电场，当M、N间电压为U时，粒子刚好能到达N板，如果要使这个带电粒子能够到达M、N两板间距的1/2处返回，则下述方法能满足要求的是（）A、使初速度减半B、使M、N间电压加倍C、使M、N间电压提高4倍D、使初速度和M、N间电压都变为原来的二分之一例与练MNUd-v0BD如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电势差UAB＝100V，一个质量为m=2.0×10-12kg、电量为q=-5.0×10-8C的带电粒子，以初速度v0=3.0×103m/s由A点运动到B点，求粒子到达B点时的速率。（不计粒子重力）例与练A-v0Bq为负二、带电粒子在匀强电场中的

5、偏转ld+-----------+++++++++++Uv0q、m如图所示，在真空中水平放置一对金属板Y和Y’，板间距离为d．在两板间加以电压U，两板间的匀强电场的场强为E=U/d．现有一电荷量为-q的带电粒子以水平速度v0射入电场中.二、带电粒子在匀强电场中的偏转ld+-----------+++++++++++Uv0q、mF+vv0vyyθ偏转角侧移二、带电粒子的偏转-+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例题3两个相同极板Y与的长度，相距d=2cm，极板间的电压U=200V。一个电

6、子沿平行于板面的方向射入电场中，射入时的速度。把两板间的电场看做匀强电场，求电子射出电场时沿垂直于板面方向偏移的距离y和偏转的角度θ。解：电子在垂直于板面方向的加速度电子在极板间运动的时间t①②电子垂直于极板方向的偏移距离y③由①②③得：电子出极板时在垂直于极板方向的速度④偏转的角度θ⑤代入得例题4有一质量为m带电荷+q的粒子经电压U0加速后，进入两块间距为d，长度为l的平行金属板，板间电压为U，求电荷的偏移量y和偏转角θ。v0U0ldU解：设电荷进入偏转电场时速度大小为V0，则①电荷在偏转电场中加速度为a②电荷在偏转电场中运动时间为t③偏移量

7、：④注:不同的带电粒子被同一电场加速后进入偏转电场,运动情景一样！一束一价正离子流垂直于电场方向进入匀强电场，若它们飞出电场的偏向角相同（如图），则可断定它们进入电场时：()A．一定具有相同的质量B．一定具有相同的速度C．一定具有相同的动能D．一定具有相同的动量v′vqC如图所示是示波管工作原理的示意图，电子经电压U2加速后以速度v0垂直进入偏转电场，离开电场时的偏转量为h两平行板间的距离为d，电势差为U2，板长为L．为了提高示波管的灵敏度(即每单位电压引起的偏转量h/U2)，可采取的方法是()A．增大两板间电势差U2B．减小板长LC．减小两板

8、间距离dD．增大加速电压U1v0dLU1U2hC图为示波管中偏转电极的示意图,相距为d长度为l的平行板A、B加上电压后，可在A、B之间的空间中（设为真