《吉林省吉林市高中物理 第一章 静电场 1.9 带电粒子在电场中的运动课件 新人教版选修3-1》由会员分享，可在线阅读，更多相关《吉林省吉林市高中物理 第一章 静电场 1.9 带电粒子在电场中的运动课件 新人教版选修3-1（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、一、带电粒子的加速一、带电粒子的加速【情情景景】如如图图所所示示, ,在在真真空空中中一一对对平平行行金金属属板板，两两板板间间加加以以电电压压u u。两两板板间间有有一一个个质质量量为为m m电电量量为为q的的质质子子它它在在静静电电力力的的作作用用下下由由静静止止开开始始运运动动从从正正极极板板向向负极板运动。负极板运动。【问题问题】1.1.带电粒子在两极板间做什么运动？带电粒子在两极板间做什么运动？ 2.2.如何求出到达另一极板的末速度如何求出到达另一极板的末速度v v ？u(不计粒子的重力）不计粒子的重力）、动力学方法：、动力学方法： a ab bu ud de e f fv由牛顿第二
2、定律：由牛顿第二定律：由运动学公式：由运动学公式：只适用于只适用于匀强电场匀强电场2 2、动能定理：、动能定理： a ab bu ud de e v由动能定理：由动能定理：1 1、如图所示，如图所示，m m、n n是在真空中竖直放置的两块平是在真空中竖直放置的两块平行金属板，质量为行金属板，质量为m m、电量为、电量为 q q的带电粒子，以的带电粒子，以极小的初速度由小孔进入电场，当极小的初速度由小孔进入电场，当m m、n n间电压为间电压为u u时，粒子到达时，粒子到达n n板的速度为板的速度为v v，如果要使这个带，如果要使这个带电粒子到达电粒子到达n n板的速度为板的速度为2 2v v
3、，则下述方法能满足，则下述方法能满足要求的是（要求的是（ ）a a、使、使m m、n n间电压增加为间电压增加为2u 2u b b、使、使m m、n n间电压增加为间电压增加为4u 4u c c、使、使m m、n n间电压不变，距离减半间电压不变，距离减半 d d、使、使m m、n n间电压不变，距离加倍间电压不变，距离加倍 m mn nu ud d v与与电压平方电压平方根根成正比成正比例与练例与练如果在非匀强电场中如果在非匀强电场中, ,前面的解法都适用吗？前面的解法都适用吗？思考讨论：思考讨论： 由于电场力做功与场强是由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也否匀强无关，与运动路径也
4、无关，第二种方法无关，第二种方法仍仍适用！适用！a a-v0b b2 2、如图所示的电场中有如图所示的电场中有a a、b b两点，两点，a a、b b的电势的电势差为差为u u，一个质量为，一个质量为m m、电量为电量为q q的的带正电带正电粒子，粒子，以初速度以初速度v v0 0 由由a a点运动到点运动到b b点，求粒子到达点，求粒子到达b b点点时的速率。（不计粒子重力）时的速率。（不计粒子重力）例与练例与练a a-v0b b【情情景景】如如图图，水水平平放放置置一一对对金金属属板板y y和和y y, ,长长度度为为l l，相相距距为为d d，极极板板间间的的电电压压为为u u。一一电电
5、荷荷量量为为q q质质量量为为m m的的电电子，从两板中央以水平速度子，从两板中央以水平速度v v0 0射入。射入。【问题问题】1.请你分析电子的运动？请你分析电子的运动？ 2.求电子穿出电场时的侧移量求电子穿出电场时的侧移量y与偏转角的与偏转角的tan.三、带电粒子在匀强电场中的偏转 du - -v0lyy-yx)v0vvy侧侧移量移量偏转角偏转角fv画出电场线，画出电场线，并进行受力分析并进行受力分析与哪种运动与哪种运动类似？类似？ 类平抛运动类平抛运动与粒子比荷与粒子比荷q/m成正比成正比与粒子初速度与粒子初速度v0平方成反比平方成反比与电场的属性与电场的属性u、l、d有关有关与粒子
6、比荷与粒子比荷q/m成正比成正比与粒子初速度与粒子初速度v0平方成反比平方成反比与电场的属性与电场的属性u、l、d有关有关类平抛运动类平抛运动练习练习4：质子（质量为：质子（质量为m、电量为、电量为e）和二价）和二价氦离子（质量为氦离子（质量为4m、电量为、电量为2e）以相同的）以相同的初动能垂直射入同一偏转电场中，离开电初动能垂直射入同一偏转电场中，离开电场后，它们的偏转角正切之比为场后，它们的偏转角正切之比为 ，侧移之比为，侧移之比为 。 与电量成正比与电量成正比1：21：2课堂小结：课堂小结：一、利用电场使带电粒子加速一、利用电场使带电粒子加速二、利用电场使带电粒子偏转二、利用电场使带电粒子偏转从动力学和运动学角度分析从动力学和运动学角度分析从做功和能量的角度分析从做功和能量的角度分析类平抛运动类平抛运动的分析方法的分析方法粒子在与电场垂直的方向上做粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动匀速直线运动粒子在与电场平行的方向上做粒子在与电场平行的方向上做初速度为零的匀加速直线运动初速度为零的匀加速直线运动电学搭台电学搭台力学唱戏力学唱戏