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课件网) 第九节 带电粒子在电场中的运动 复习： 1、基本规律和定律： 1） 匀变速运动规律—匀变速直线运动的所有公式； 2）牛顿运动定律———牛顿三大定律； 3）曲线运动的处理方法———运动的合成和分解； 4）动能定理； 5）能量守恒定律; 2 、处理问题的要点：注意区分不同的物理过程，弄清在不同物理过程中物体的受力情况及运动性质。 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状态： 匀变速直线运动—加速、减速 匀变速曲线运动—偏转 1.平衡 （F合=0） 2.匀变速运动 （F合≠0） 静止 匀速直线运动 一、带电粒子在电场中的加速 + - 例题：在加上电压U并处于真空中的金属板间有一正电荷q，质量为m，只在电场力作用下从静止释放，电荷将做什么运动？ 求电荷到达负极板时的速度？ q F A B 1、运用运动学和动力学方法求解，设板间距为d,因电场力为恒力，所以有 2、运用能量观点求解 注：该方法不仅适用于匀强电场也适用于非匀强电场。 例题1：实验表明，炽热的金属丝可以发射电子。在炽热金属丝和金属板间加以电压U=2500V，从炽热金属丝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。 - U + 金属丝 金属板 V E 电子的质量为0.91×10-30 kg，电子的电荷量e=1.6×10-19 C 解：金属丝和金属板间的电场虽然不是匀强电场，但仍可用 可得 代入数据得：v=3.0×107 m/s 一、带电粒子(微粒)在电场中的直线加速问题 基本思路：先判断是什么电场，分析物体受力情况及运动性质。 1.在匀强电场中 (1)牛顿第二定律与运动规律综合处理; (2)应用能量（动能定理）的观点分析问题； 2.在非匀强电场中 应用能量(动能定理）分析问题. 如图一带电粒子以垂直匀强电场的场强方向以初速度v0射入电场，若不计粒子的重力，带电粒子将做什么运动？ l v0 d + + + + + + - - - - - - -q F 二、带电粒子在匀强电场中的偏转 -q y 垂直电场方向：匀速直线运动 沿电场方向：初速为零的匀加速直线运动 m U2 + + + + + + - - - - - - d L F v0 X Y 垂直电 场方向: 沿电场 方向: ay=F/m=qE/m=qU/md 运动分析 Vt2=V02+Vy2 Φ= 做类似平抛运动 Vx=V0 X =V0t 例题2：如图所示一电子以初速度V0=3.0X107m/s沿垂直电场方向射入的电场，两极板的长度为L=6.0cm，相距d=2cm，极板间电压U=200V.求 2）电子射出电场时沿垂直板面方向偏移的距离y； 1）电子射出电场所用时间； 3)电子离开电场时偏转的角度φ； 4)如何求电子离开电场时的速度？ y v0 -q φ m U + + + + + + - - - - - d L F vt v0 vy 解：1）电子在垂直电场方向做匀速运动，由 L=v0t 可求得电子在电场中的运动时间t=L/v0， 2）电子在沿电场方向做匀加速运动，加速度 a=F/m=qE/m=eU/md. 电子射出电场时竖直偏移的距离y=at2 /2， （其中t为电子在电场中运动时间）， 根据y=at2 /2中，得到 代入数值得y=0.36cm 3）电子离开电场时沿电场方向的分速度为Vy， 离开电场时的偏转角度为 角度为6.8度 Vt2=Vx2+Vy2 4)电子离开电场时的速度为 如图所示,初速度为零的电子在电势差为U1的电场中加速后,垂直进入电势差为U2的偏转电场,在满足电子能射出偏转电场的条件下,下列四种情况中,一定能使电子的偏转角度变大的是( ) A. U1变大, U2变大 B. U1变小, U2 ... ...
