高中物理帶電粒子在電場中的運動2課件人教版選修3-1

1、帶電粒子在電場中的運動,高三物理組,一、帶電粒子在電場中的直線運動,1、在勻強電場中(不計重力),能量的角度：,2、在非勻強電場中：,一般從能的角度,例1、如圖所示，水平放置的A、B兩平行金屬板相距h，上板帶正電?，F(xiàn)有質(zhì)量是m、帶電量為+q的小球，在板下方距離B為H的P處，以初速度V0豎直向上運動，并從B板小 孔進(jìn)入板間電場。欲使小球剛好打到A板，求A、B間的電勢差UAB,,,,A,B,,h,,H,,,P,V0,解法一：,利用牛頓

2、運動定律和運動學(xué)公式:,小球從P到B：,小球從B到A：,又,解得:,,+ + + + + + +,- - - - - - -,例1、如圖所示，水平放置的A、B兩平行金屬板相距h，上板帶正電?，F(xiàn)有質(zhì)量是m、帶電量為+q的小球，在板下方距離B為H的P處，以初速度V0豎直向上運動，并從B板小 孔進(jìn)入板間電場。欲使小球剛好打到A板，求A、B間的電勢差UAB,,,,A,B,,h,,H,,,P,V0,,+

3、 + + + + + +,- - - - - - -,解法二：,小球從P到A的全過程， 由動能定理有:,解得:,例2：如圖，在A處有一靜止的帶電體，若P處有一群靜止的質(zhì)子和α粒子，只在電場力作用下由 P運動到Q，則到Q時質(zhì)子和α粒子的速度之比為 （ ）,A,關(guān)于重力是否考慮的問題,1 、題目明確了重力不計或不能忽略重力的情況,2 、題目未明確的情況下:,a: 基本粒子(如電子、質(zhì)子、離

4、子等)重力一般忽略.,b: 帶電顆粒(如液滴、塵埃、小球等)重力一般不能忽略.,討論:,二、帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn),當(dāng)帶電粒子以初速度、V0垂直進(jìn)入勻強電場時:,1 、受力及運動狀態(tài),僅受電場力且與V0垂直,故作類平拋運動.,2 、處理方法:類比平拋運動,3 、基本公式:,-,-,-,-,-,-,,例3 、如圖,設(shè)質(zhì)量為m,電量為q的帶電粒子以初速度V0沿垂直于電場的方向進(jìn)入長為L,間距為d,電勢差為U的平行金屬板間的勻強電場中,若

5、不計粒子的重力.,(1) 粒子穿越電場的時間 t,粒子在垂直電場方向以V0做勻速直線運動,L= V0 t,,(2) 粒子離開電場時的速度V,粒子沿電場方向做勻加速直線運動,加速度,粒子離開電場時平行電場方向的分速度,所以:,L,,,得,-,-,-,-,-,-,,例3 、如圖,設(shè)質(zhì)量為m,電量為q的帶電粒子以初速度V0沿垂直于電場的方向進(jìn)入長為L,間距為d,電勢差為U的平行金屬板間的勻強電場中,若不計粒子的重力.,L,,,(3)

6、粒子離開電場時的側(cè)移距離y,(4) 粒子離開電場時的速度偏角,所以:,因為初速度為0,AB間為勻強電場,粒子在AB間做勻加速直線運動,- - - -,練習(xí)１:如圖所示AB、CD為平行金屬板,A、B兩板間電勢差為500V,C、D始終和電源相接,測的其間的場強為104V/m,一質(zhì)量為2.5×10-24㎏,電荷量為8×10-16C的帶電粒子(重力不計)由靜止開始,經(jīng)A、B加速后穿過CD發(fā)生偏轉(zhuǎn),最后打

7、在熒光屏上,已知C、D極板長均為4cm,熒光屏距CD右端的距離為3cm,問: (1) 粒子帶正電還是帶負(fù)電?,,,,,,,+ + + +,,,,,D,A,B,,,S,O,C,分析:,(2) 在豎直電場中因為有水平初速度,粒子做類平拋運動,(3) 出電場后,因為合外力為0粒子做勻速直線運動.,(1) 粒子帶正電,(2) 粒子打在熒光屏上距O點下方多遠(yuǎn)處?,- - - -,,,,,,,+ + +

8、 +,,,,,D,A,B,,,S,O,C,解答:,出AB電場時速度,水平方向:,豎直方向:,其中,由此得到,代入數(shù)據(jù)可得,(3)粒子打在熒光屏上時的動能為多大?,- - - -,,,,,,,+ + + +,,,,,D,A,B,,,S,O,C,由剛剛的推導(dǎo)知道:,所以粒子打在熒光屏上動能:,代入數(shù)據(jù)可得,帶電粒子在各類電場中運動性質(zhì)取決于:,(2) 初始狀態(tài),再由運動的有關(guān)規(guī)律或動量,能量的有關(guān)規(guī)律來求解,小結(jié):,練