《带电粒子在电场中的运动》PPT课件.pptx
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1、1. 带电粒子带电粒子在电场中要受到哪些力的作用?在电场中要受到哪些力的作用?2. 对于像对于像电子、电子、质质子、子、粒子、离子等粒子、离子等带电带电微粒微粒在电在电场中运动时,我们怎样处理它们的受力?场中运动时,我们怎样处理它们的受力?通常通常要受到要受到重力和电场力重力和电场力 电子、电子、质质子、子、粒子、粒子、离子等离子等带电微粒所受重力一般远带电微粒所受重力一般远小于电场力,小于电场力,重力可以忽略重力可以忽略。重力势能就可以不考虑。但。重力势能就可以不考虑。但带电物体:如带电物体:如带电小球、液滴、尘埃等带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明。除非有说明或明确的暗示以外,确的暗示
2、以外,一般都考虑重力一般都考虑重力。3. 带电粒子带电粒子在电场中运动时,电场力对粒子的运动有在电场中运动时,电场力对粒子的运动有什么效果?什么效果? 带电粒子带电粒子在电场中运动时,所受电场力对粒子产生加在电场中运动时,所受电场力对粒子产生加速度,改变粒子的速度。电场力(合外力)对粒子做功,速度,改变粒子的速度。电场力(合外力)对粒子做功,改变粒子的动能改变粒子的动能。4. 带电粒子带电粒子在均强电场中运动时,运动有什么在均强电场中运动时,运动有什么特点?特点? 带电粒子带电粒子在均强电场中运动时,所在均强电场中运动时,所受电场力是恒力受电场力是恒力, ,产产生恒定的加速度,所以带电粒子在均
3、强电场中的运动跟物生恒定的加速度,所以带电粒子在均强电场中的运动跟物体在重力场中的体在重力场中的自由落体和抛体运动自由落体和抛体运动相似相似。电场电场力力 加速度加速度 电场力的电场力的功功 二、带电粒子在电场中的偏转二、带电粒子在电场中的偏转一、带电粒子在电场中的加速一、带电粒子在电场中的加速+ +_UE+q、m、v = ?qUm+_ d1.受受力分析力分析:F F2.运动运动分析分析: 初速度为零,加速度初速度为零,加速度为为a=qU/md的向右匀的向右匀加速直线运动。加速直线运动。解法一运用运动学知识求解解法一运用运动学知识求解2222qUqUvaddmdm2qUvm水平向右的电场水平向
4、右的电场力力F Eq = qU/dqUm+_ d1.受受力分析力分析:F F2.能量转化能量转化: 电势能转化为动能电势能转化为动能21=2Wq Um v总水平向右的电场水平向右的电场力力F Eq = qU/d2 q Uvm解法二解法二运用能量知识运用能量知识求解求解如如两极板间不是匀强电场该用何种方两极板间不是匀强电场该用何种方法求解?为什么?法求解?为什么? 由于由于电场力做功与场强是否匀强无关,与运动路径也电场力做功与场强是否匀强无关,与运动路径也无关,第二种方法无关,第二种方法仍仍适用。适用。 若若粒子的初速度为粒子的初速度为零零 , 则则:qUmv221 若若粒子的初速度不为粒子的初
5、速度不为零零 , 则则:qUmvmv2202121例例1. 炽热的金属丝可以发射电子。两边炽热的金属丝可以发射电子。两边加以电压加以电压 U = 2500 V,电子初速度为,电子初速度为 0,求电子求电子穿出时的穿出时的速度速度。粒子做匀减速直线运动粒子做匀减速直线运动1. 若若带正电粒子带正电粒子以以v 0 从从负板向正板运动负板向正板运动,粒子,粒子运运动动情况如何?情况如何?2. 若若粒子以粒子以初速度初速度 v0 沿沿垂直垂直场强方向进入电场场强方向进入电场,离子离子的运动情况如何?的运动情况如何?粒子做类平抛运动粒子做类平抛运动 +- ldyx x1. 粒子粒子穿越电场的穿越电场的时
6、间时间 t 为多少?为多少?2. 粒子粒子离开离开电场时的速度电场时的速度 v 多大?多大? 3. 粒子粒子离开电场时的离开电场时的偏角偏角 多大?多大? 4. 沿沿垂直于板面方向偏移的垂直于板面方向偏移的距离为多少?距离为多少?5. x 呢呢?mFa mqEmdqU0vlt 212yat2202qUlmv d与粒子与粒子比荷比荷 q/m 成正比成正比与粒子与粒子初速度初速度 v0平方成反比平方成反比与电场的与电场的属性属性 U、l、d 有关有关mFa mqEmdqU0vlt atvydmvqUl0与粒子与粒子比荷比荷 q/m 成正比成正比与粒子与粒子初速度初速度 v0 平方平方成反比成反比与
7、电场的与电场的属性属性 U、l、d 有关有关0tanyvv20qUlmv dmFa mqEmdqU0vlt atvydmvqUl0tan2ylx粒子从偏转电场中射出时粒子从偏转电场中射出时, ,其速度反向延长线与初其速度反向延长线与初速度方向交一点速度方向交一点, ,此点平分沿初速度方向的此点平分沿初速度方向的位移。位移。 L LmqUv102122202242dULUvLmdqUy122022tandULUmdvLqU三、三、 加速和偏转一体加速和偏转一体+-v vv v0 0v vy y+_U1U2v v0 0-qmy 让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物让一价氢离子、一价氦离子和
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