專(zhuān)題帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)

專(zhuān)題帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)第1頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電場(chǎng)中的帶電粒子一般可分為兩類(lèi)：1、帶電的基本粒子：如電子，質(zhì)子，α粒子，正負(fù)離子等。這些粒子所受重力和電場(chǎng)力相比小得多，除非有說(shuō)明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質(zhì)量）。2、帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說(shuō)明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。3、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)判定第2頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月帶電粒子在勻強(qiáng)電場(chǎng)中受力情況：運(yùn)動(dòng)情況：受到恒定的電場(chǎng)力

做勻變速運(yùn)動(dòng)第3頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一.帶電粒子在電場(chǎng)中的加速E1（加速電壓）用動(dòng)能定理分析用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析第4頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月qUm+_帶電粒子的加速

d1、受力分析:2、運(yùn)動(dòng)分析:

水平向右的電場(chǎng)力

F＝Eq=qU/d初速度為零，加速度為a=qU/md的向右勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。解法一運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)求解解法二運(yùn)用能量知識(shí)求解第5頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月思考題如兩極板間不是勻強(qiáng)電場(chǎng)該用何種方法求解？為什么？

由于電場(chǎng)力做功與場(chǎng)強(qiáng)是否勻強(qiáng)無(wú)關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無(wú)關(guān)，第二種方法仍適用！第6頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

結(jié)論：由于電場(chǎng)力做功與場(chǎng)強(qiáng)是否勻強(qiáng)無(wú)關(guān)，與運(yùn)動(dòng)路徑也無(wú)關(guān)，所以在處理電場(chǎng)對(duì)帶電粒子的加速問(wèn)題時(shí)，一般都是利用動(dòng)能定理進(jìn)行處理。第7頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例1題、下列粒子由靜止經(jīng)加速電壓為U的電場(chǎng)加速后，哪種粒子動(dòng)能最大（）哪種粒子速度最大（）

A、質(zhì)子B、氚核

C、氘核D、氦核

與電量成正比與比荷平方根成正比e/me/3me/2m2e/4mAD第8頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例2：如圖所示，在P板附近有一電子由靜止開(kāi)始向Q板運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于電子在兩板間的運(yùn)動(dòng)情況，下列敘述正確的是：()A.兩板間距越大，加速的時(shí)間越長(zhǎng)B.兩板間距離越小，加速度就越大，則電子到達(dá)Q板時(shí)的速度就越大C.電子到達(dá)Q板時(shí)的速度與板間距離無(wú)關(guān)，僅與加速電壓有關(guān)D.電子的加速度和末速度都與板間距離無(wú)關(guān)AC

第9頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二.帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)--------+++++++++v0q、mUd+

l第10頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二.帶電粒子在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)試根據(jù)類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，推導(dǎo)偏移量y和偏轉(zhuǎn)角θ--------+++++++++側(cè)移dq、m+偏轉(zhuǎn)角y

lv0FUv0vvy第11頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)論：帶電粒子初速度垂直于電場(chǎng)方向飛入勻強(qiáng)電場(chǎng)的問(wèn)題就是一個(gè)類(lèi)平拋的問(wèn)題。粒子在與電場(chǎng)垂直的方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)粒子在與電場(chǎng)平行的方向上做初速為零的勻加速運(yùn)動(dòng)

第12頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

y

v0vy

Fv++++++------v0Y

dUY′

q

L

v

v0vyΦ

1.受力分析：粒子受到豎直向下的靜電力F＝Eq=qU/d。2.運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析:粒子作類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)。x方向：勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)Y方向：加速度為的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)。3.x方向

4.y方向

5、離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度的正切：第13頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月例3第14頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月課堂小結(jié)：一、利用電場(chǎng)使帶電粒子加速?gòu)膭?dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)角度分析從做功和能量的角度分析二、利用電場(chǎng)使帶電粒子偏轉(zhuǎn)類(lèi)似平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法粒子在與電場(chǎng)垂直的方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)粒子在與電場(chǎng)平行的方向上做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)

第15頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月隨堂強(qiáng)化練習(xí)1、如圖所示，M、N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板，質(zhì)量為m、電量為+q的質(zhì)子，以極小的初速度由小孔進(jìn)入電場(chǎng)，當(dāng)M、N間電壓為U時(shí)，粒子到達(dá)N板的速度為v，如果要使這個(gè)帶電粒子到達(dá)N板的速度為2v

，則下述方法能滿(mǎn)足要求的是（）

A、使M、N間電壓增加為2U

B、使M、N間電壓增加為4U

C、使M、N間電壓不變，距離減半

D、使M、N間電壓不變，距離加倍v與電壓平方根成正比BUMNd+第16頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、如圖所示的電場(chǎng)中有A、B兩點(diǎn)，A、B的電勢(shì)差UAB＝100V，一個(gè)質(zhì)量為m=2.0×10-12kg、電量為q=-5.0×10-8C的帶電粒子，以初速度v0=3.0×103m/s由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，求粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速率。（不計(jì)粒子重力）q為負(fù)A-v0B第17頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月強(qiáng)化練習(xí)3、質(zhì)子(質(zhì)量為m、電量為e)和二價(jià)氦離子(質(zhì)量為4m、電量為2e)以相同的初動(dòng)能垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，離開(kāi)電場(chǎng)后，它們的偏轉(zhuǎn)角正切之比為

，側(cè)移之比為

。

與電量成正比與電量成正比2:12:1第18頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月課后作業(yè)1、如圖所示，二價(jià)氦離子和質(zhì)子的混合體，經(jīng)同一加速電場(chǎng)加速后，垂直射入同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中，偏轉(zhuǎn)后，打在同一熒光屏上，則它們（）

A、側(cè)移相同

B、偏轉(zhuǎn)角相同

C、到達(dá)屏上同一點(diǎn)

D、到達(dá)屏上不同點(diǎn)與粒子的電量q、質(zhì)量m無(wú)關(guān)第19頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月課后作業(yè)2、試證明：帶電粒子垂直進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)就好象是從初速度所在直線(xiàn)的中點(diǎn)沿直線(xiàn)離開(kāi)電場(chǎng)的。

第20頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月析與解對(duì)加速過(guò)程由動(dòng)能定理：電子離開(kāi)電場(chǎng)，就好象從中點(diǎn)沿直線(xiàn)離開(kāi)的：θ第21頁(yè)，課件共23頁(yè)，創(chuàng)作