带电粒子在电场中的运动1.ppt
带电粒子在电场中的运动定兴一中物理组 周建国一、电场中的研究对象一、电场中的研究对象3、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或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运动状态来判定电场中的带电体一般可分为两类：电场中的带电体一般可分为两类：1、带电的基本粒子：如电子，质子，正负离子等。这些、带电的基本粒子：如电子，质子，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）。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、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。确的暗示以外，一般都考虑重力。二、带电体在电场中的运动形式二、带电体在电场中的运动形式1、平衡状态、平衡状态2、匀变速直线运动、匀变速直线运动:加速或减速加速或减速3、匀变速曲线运动：偏转、匀变速曲线运动：偏转4、匀速圆周运动、匀速圆周运动三、带电体在电场中的能量守恒三、带电体在电场中的能量守恒带电体在电场中运动时，通过电场力做功，使电带电体在电场中运动时，通过电场力做功，使电势能与其它形式的能量发生相互转化。势能与其它形式的能量发生相互转化。1、只有电场力做功时，电势能与动能相互转化，、只有电场力做功时，电势能与动能相互转化，总能量不变。总能量不变。2、只有电场力和重力做功时，电势能和机械能相、只有电场力和重力做功时，电势能和机械能相互转化，总能量不变。互转化，总能量不变。1.在匀强电场中在匀强电场中(1)牛顿第二定律与运动规律综合处理牛顿第二定律与运动规律综合处理;(2)动能定理、动量定理；动能定理、动量定理；四、带电粒子在电场中的直线加速问题四、带电粒子在电场中的直线加速问题2.在非匀强电场中在非匀强电场中应用能量、动量观点分析问题应用能量、动量观点分析问题.基本思路：基本思路：如图，在正极板处有一个带正荷如图，在正极板处有一个带正荷q的粒子，两极板间的的粒子，两极板间的电压为电压为U，粒子的质量为粒子的质量为m，不计重力，则它从静止开不计重力，则它从静止开始运动到负极板时的速度始运动到负极板时的速度V多大？多大？F=ma,F=v2=2ad,解得v=（1）从运动学和动力学的角度：E=U/d(2)从做功和能量的角度：qu=mv2,解得v=五、带电粒子在电场中的偏转问题五、带电粒子在电场中的偏转问题处理电偏转问题的基本思路:1.运动的合成与分解;2.能量观点.如图，质量为如图，质量为m，电荷量为电荷量为-q的带电粒子以初速度为的带电粒子以初速度为v0沿带电沿带电平行板电容器进入电场，设极板长为平行板电容器进入电场，设极板长为L，极板间距为极板间距为d，两极两极板间电压为板间电压为U，不计粒子重力，不计粒子重力，2、带电粒子的偏转角、带电粒子的偏转角3、带电粒子的侧向位移、带电粒子的侧向位移y1、通过电场的时间、通过电场的时间 lv0d+-qvv0vyl/24、穿越电场过程的动能增量：、穿越电场过程的动能增量：带电粒子在竖直方向做匀加速运动,则a=,速度vy=at=，在水平方向做匀速运动，速度vx=v0,1、通过的时间t=2、粒子离开电场时偏转角的正切tan=3、带电粒子的侧向位移y侧向位移是指偏离入射方向的位移y=4、穿越电场过程的动能增量：、穿越电场过程的动能增量：Eqy=EK规律规律1、不同带电粒子，经同一偏转电场、不同带电粒子，经同一偏转电场.则满足何条件以上两则满足何条件以上两量相同量相同？规律规律2，质量为，质量为m.带电量为带电量为q的离子，由静止被电压为的离子，由静止被电压为U1的加的加速电场加速后，垂直进入电压为速电场加速后，垂直进入电压为U2的偏转电场并射出（不计的偏转电场并射出（不计重力），其射出偏转电场时的偏转角和偏转位移与重力），其射出偏转电场时的偏转角和偏转位移与m、q无关。无关。lv0d+-qvv0vyl/2规律3、所有从偏转电场中射出的粒子，都好象是从中点直接射出的应用与实例解析应用与实例解析 1.匀强电场方向水平向右，一带电颗粒在电场中沿图中虚线匀强电场方向水平向右，一带电颗粒在电场中沿图中虚线从从A到到B斜向上做直线运动，则关于颗粒带电情况及此过程中其斜向上做直线运动，则关于颗粒带电情况及此过程中其能量变化的说法正确的是（能量变化的说法正确的是（）B A.颗粒一定带负电颗粒一定带负电 B.颗粒可能带正电颗粒可能带正电 E C.颗粒的机械能减小，颗粒的机械能减小，电势能增大电势能增大 A D.颗粒的电势能减小，动能增大颗粒的电势能减小，动能增大 2.真空中固定的点电荷真空中固定的点电荷A的电场中的电场中,一带电粒子以速率一带电粒子以速率v0绕绕A做做匀速圆周运动匀速圆周运动,当粒子由当粒子由B点运动到点运动到C点、转过圆心角为点、转过圆心角为时，通时，通过的弧长为过的弧长为s，已知粒子的质量为已知粒子的质量为m、带电量为带电量为q.求：该圆周上求：该圆周上任一点的场强大小，圆弧上任一点的场强大小，圆弧上B、C两点的电势差，点电荷两点的电势差，点电荷A的电量的电量分别是多少？分别是多少？3、如图为示波管图，、如图为示波管图，Y1、Y2为偏转电极，每单位电压所引起的偏转距离叫做示为偏转电极，每单位电压所引起的偏转距离叫做示波器的灵敏度。下列各项措施中对提高示波器的灵敏度有效的是（波器的灵敏度。下列各项措施中对提高示波器的灵敏度有效的是（）A、尽可能把偏转电极尽可能把偏转电极Y1、Y2做得短一些做得短一些B、尽可能把偏转电极尽可能把偏转电极Y1、Y2做得长一些做得长一些C、尽可能把加速极尽可能把加速极K、A之间距离提高一些之间距离提高一些D、尽可能把偏转电极尽可能把偏转电极Y1、Y2之间距离做得远一些之间距离做得远一些K AY1Y24相相距距为为d、长长度度为为L的的两两平平行行金金属属板板A、B带带有有等等量量异异种种电电荷荷，两两板板间间存存在在匀匀强强电电场场，金金属属板板平平面面与与水水平平成成角角位位置置，如如图图所所示示。一一个个质质量量为为m带带电电量量为为q的的带带电电微微粒粒以以v0沿沿电电场场的的中中心心线线平平行行于于金金属属板板方方向向飞飞入入电电场场，带带电颗粒在电场中做直线运动。试求：电颗粒在电场中做直线运动。试求：
