湖南省长郡中学高中物理 第一章 第九节 带电粒子在电场中的运动课件 新人教选修31.ppt
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1、带电粒子在电场中的运动2021/8/8 星期日1电场中的带电粒子一般可分为两类：电场中的带电粒子一般可分为两类：2021/8/8 星期日2电场中的带电粒子一般可分为两类：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，带电的基本粒子：如电子，质子，粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电粒子，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。（但并不能忽示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）。略质量）。2021/8/8 星期日3电场中的带电粒子一般可分为两类：电场中的带电粒子一般可分为两
2、类：1.带电的基本粒子：如电子，质子，带电的基本粒子：如电子，质子，粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电粒子，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。（但并不能忽示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）。略质量）。2.带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。考虑重力。2021/8/8 星期日4电场中的带电粒子一般可分为两类：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
3、子，带电的基本粒子：如电子，质子，粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电粒子，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。（但并不能忽示以外，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）。略质量）。2.带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都等。除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力。考虑重力。3.某些带电体是否考虑重力，要根据题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。目暗示或运动状态来判定。2021/8/8 星期日5带电粒子在匀
4、强电场中带电粒子在匀强电场中受力情况：受到恒定的电场力受力情况：受到恒定的电场力运动情况：做匀变速运动运动情况：做匀变速运动2021/8/8 星期日6一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速E1（加速电压）（加速电压）2021/8/8 星期日7一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速用动能定理分析用动能定理分析E1（加速电压）（加速电压）2021/8/8 星期日8一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速用动能定理分析用动能定理分析用牛顿运动定律分析用牛顿运动定律分析E1（加速电压）（加速电压）2021/8/8 星期日9根据动能定理：根据动能定理：qU=mv2
5、/2或根据牛顿定律：或根据牛顿定律：a=F/m=qU/dm和运动学公式：和运动学公式：v2=2ad一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速2021/8/8 星期日10根据动能定理：根据动能定理：qU=mv2/2或根据牛顿定律：或根据牛顿定律：a=F/m=qU/dm和运动学公式：和运动学公式：v2=2ad得：得：一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速2021/8/8 星期日11根据动能定理：根据动能定理：qU=mv2/2或根据牛顿定律：或根据牛顿定律：a=F/m=qU/dm和运动学公式：和运动学公式：v2=2ad得：得：粒子加速后的速度只与加速电压有关粒子加速后的速度只
6、与加速电压有关此式也适用于不是匀强电场的情况此式也适用于不是匀强电场的情况一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速2021/8/8 星期日12 例例1：如图，两平行金属板间加一：如图，两平行金属板间加一电压电压U，有一带正电荷，有一带正电荷q、质量为、质量为m的带的带电粒子在电场力的作用下以初速电粒子在电场力的作用下以初速v0开始开始从正极板向负极板运动。则：（从正极板向负极板运动。则：（1）带）带电粒子在电场中作什么运动？（电粒子在电场中作什么运动？（2）粒子穿出负极板）粒子穿出负极板时的速度多大？（时的速度多大？（3）粒子穿出负极板后做什么运动？）粒子穿出负极板后做什么运动？U
7、1v0v2021/8/8 星期日13 例例1：如图，两平行金属板间加一：如图，两平行金属板间加一电压电压U，有一带正电荷，有一带正电荷q、质量为、质量为m的带的带电粒子在电场力的作用下以初速电粒子在电场力的作用下以初速v0开始开始从正极板向负极板运动。则：（从正极板向负极板运动。则：（1）带）带电粒子在电场中作什么运动？（电粒子在电场中作什么运动？（2）粒子穿出负极板）粒子穿出负极板时的速度多大？（时的速度多大？（3）粒子穿出负极板后做什么运动？）粒子穿出负极板后做什么运动？分析：对于粒子来说，一般有分析：对于粒子来说，一般有mgF，故可忽略。，故可忽略。(1)带电粒子在电场中以加速度带电粒子
8、在电场中以加速度a=F/m=qU/md做做匀加速直线运动。匀加速直线运动。(2)由由v2-v02=2ad 解得：解得：或：由动能定理或：由动能定理qU=mv2/2-mv02/2解得：解得：U1v0v2021/8/8 星期日14 例例1：如图，两平行金属板间加一：如图，两平行金属板间加一电压电压U，有一带正电荷，有一带正电荷q、质量为、质量为m的带的带电粒子在电场力的作用下以初速电粒子在电场力的作用下以初速v0开始开始从正极板向负极板运动。则：（从正极板向负极板运动。则：（1）带）带电粒子在电场中作什么运动？（电粒子在电场中作什么运动？（2）粒子穿出负极板）粒子穿出负极板时的速度多大？（时的速度
9、多大？（3）粒子穿出负极板后做什么运动？）粒子穿出负极板后做什么运动？一般用一般用“动能定理动能定理”求解求解分析：对于粒子来说，一般有分析：对于粒子来说，一般有mgF，故可忽略。，故可忽略。(1)带电粒子在电场中以加速度带电粒子在电场中以加速度a=F/m=qU/md做做匀加速直线运动。匀加速直线运动。(2)由由v2-v02=2ad 解得：解得：或：由动能定理或：由动能定理qU=mv2/2-mv02/2解得：解得：U1v0v2021/8/8 星期日151.非匀强电场中，如何计算？非匀强电场中，如何计算？2.若带正电粒子以若带正电粒子以v0负板向正板运动，分析负板向正板运动，分析 粒子运动情况。
10、粒子运动情况。3.若粒子以初速度若粒子以初速度v0沿垂直场强方向进入电沿垂直场强方向进入电 场，离子的运动情况如何？场，离子的运动情况如何？2021/8/8 星期日161.非匀强电场中，如何计算？非匀强电场中，如何计算？2.若带正电粒子以若带正电粒子以v0负板向正板运动，分析负板向正板运动，分析 粒子运动情况。粒子运动情况。3.若粒子以初速度若粒子以初速度v0沿垂直场强方向进入电沿垂直场强方向进入电 场，离子的运动情况如何？场，离子的运动情况如何？电场力做功，只于始末位置电势差有关电场力做功，只于始末位置电势差有关2021/8/8 星期日171.非匀强电场中，如何计算？非匀强电场中，如何计算？
11、2.若带正电粒子以若带正电粒子以v0负板向正板运动，分析负板向正板运动，分析 粒子运动情况。粒子运动情况。3.若粒子以初速度若粒子以初速度v0沿垂直场强方向进入电沿垂直场强方向进入电 场，离子的运动情况如何？场，离子的运动情况如何？电场力做功，只于始末位置电势差有关电场力做功，只于始末位置电势差有关明确粒子明确粒子v，a的变化情况的变化情况2021/8/8 星期日18二、带电粒子在电场中的偏转二、带电粒子在电场中的偏转试根据类平抛运动的知识，推导偏移量试根据类平抛运动的知识，推导偏移量y和偏转角和偏转角2021/8/8 星期日19（1）画出电场线，并进行受力分析。）画出电场线，并进行受力分析。
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