(人教版)高二物理选修3 1课件：带电粒子在电场中的运动.ppt

1、电学模型电学模型力学分析力学分析带电粒子在电场中带电粒子在电场中势必受到势必受到电场力电场力 物体的初速度和所物体的初速度和所受的合外力决定了受的合外力决定了物体的运动情况。物体的运动情况。1.1.电子、质子、离子电子、质子、离子等微观带电粒子所受重等微观带电粒子所受重力一般远小于电场力，重力可以忽略（有说力一般远小于电场力，重力可以忽略（有说明或暗示除外）。明或暗示除外）。注意：忽略粒子的重力并不是忽略粒子的质量注意：忽略粒子的重力并不是忽略粒子的质量.2.2.带电微粒带电微粒：如带电小球、液滴、油滴、：如带电小球、液滴、油滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外，尘埃等。除非有说明或明确的暗

2、示以外，一般都考虑重力。一般都考虑重力。3.3.某些某些带电体带电体是否考虑重力，要根据题目暗是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定示或运动状态来判定匀变速直线运动匀变速直线运动加速、减加速、减速速匀变速曲线运动匀变速曲线运动偏转偏转1.平衡平衡（F合合=0）2.匀变速运动匀变速运动（F合合0）静止静止匀速直线运动匀速直线运动例题一：如图，带电粒子在电场中处于静止例题一：如图，带电粒子在电场中处于静止状态，该粒子带正电还是负电状态，该粒子带正电还是负电?+-F电电mg若粒子在电场中做匀速直线运动呢？若粒子在电场中做匀速直线运动呢？+-F电电mg若带电粒子在电场中所受合力不为零，当若带电粒

3、子在电场中所受合力不为零，当V V0 0与合力与合力方向在同一直线上时，粒子将做匀变速直线运动。方向在同一直线上时，粒子将做匀变速直线运动。qUm+d d-qUm-d d+-1、电子枪射出电子（不计重力），、电子枪射出电子（不计重力），请问电子在各个区域的运动情况？请问电子在各个区域的运动情况？2、若要电子能通过电场，能电子枪发射的速度、若要电子能通过电场，能电子枪发射的速度至少要达到多大？至少要达到多大？电子枪电子枪V0 0下列粒子由静止经加速电压为下列粒子由静止经加速电压为U U的电场的电场加速后，加速后，哪种粒子动能最大哪种粒子动能最大 （）哪种粒子速度最大哪种粒子速度最大 （）A A、

4、质子、质子 B B、电子、电子 C C、氘核、氘核 DD、氦核、氦核 例与练例与练mqUv2qUmvEk221与与电量电量成正比成正比与与比荷平方根比荷平方根成正比成正比如图所示，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 ，则下述方

5、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 MMN NU Ud d+mqUv2v与与电压平方电压平方根根成正比成正比若带电粒子在电场中所受合力不为零，当若带电粒子在电场中所受合力不为零，当V V0 0与合力与合力方向不在同一直线上时，粒子将做匀变速曲线运动。方向不在同一直线上时，粒子将做匀变速曲线运动。V0 0V0 0 ld+

6、-+Uv0q、mF+vv0vyy偏转角偏转角侧移侧移若射入的是质子，那么质子的运动情况如何？若射入的是质子，那么质子的运动情况如何？二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转 ld-+Uv0q、m二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转 ld+-+Uv0q、mF+vv0vyy偏转角偏转角侧移侧移二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转mFa mqEmdqU0vlt 221aty dmvqUl2022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

7、有关有关二、带电粒子在匀强电场中的偏转二、带电粒子在匀强电场中的偏转mFa mqEmdqU0vlt atvydmvqUl0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0tanvvydmvqUl20类平抛运动类平抛运动粒子好象是从入射线中点直接射出来的粒子好象是从入射线中点直接射出来的 dmvqUly2022dmvqUl20tantanyx dmvqUldmvqUl2020222lxxLyLy22tanLytantan2tan 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

8、势差为差为U U，一个质量为，一个质量为mm、电量为电量为q q的带电粒子，的带电粒子，以初速度以初速度v0 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点时点时的速率。（不计粒子重力）的速率。（不计粒子重力）例与练例与练A A-v0B BABABqUW2022121mvmvWAB202vmqUvAB2022121mvmvqUABq为为负负dmvqUl20tan偏转角正切与偏转角正切与比荷成正比比荷成正比偏转角正切与偏转角正切与初动能成反比初动能成反比偏转角正切与偏转角正切与电压成正比电压成正比ABD例与练例与练tandmvqUl20dmvqUly2022与与电量电量成正

9、比成正比与与电量电量成正比成正比1:21:2 例与练例与练BCD7 7、如图，电子在电势差为、如图，电子在电势差为U U1 1的加速电场中由静止的加速电场中由静止开始加速，然后垂直射入电势差为开始加速，然后垂直射入电势差为U U2 2的偏转电场的偏转电场中。整个装置处在真空中（重力可忽略）。在满足中。整个装置处在真空中（重力可忽略）。在满足电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，电子能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定能使电子的偏转角一定能使电子的偏转角 变大的是变大的是 A A、U U1 1变大、变大、U U2 2变大变大 B B、U U1 1变小、变小、U U2 2变大变大C

10、C、U U1 1变大、变大、U U2 2变小变小 DD、U U1 1变小、变小、U U2 2变小变小dmvleU202tandUlU122与粒子的与粒子的电量电量q q、质量质量mm无关无关B例与练例与练ydUlU1224tandUlU122ABC9 9、一带电粒子，运动情况如图所示、一带电粒子，运动情况如图所示.(.(不计粒不计粒子的重力子的重力).).求求:(1)(1)出偏转电场时的偏移距离出偏转电场时的偏移距离y y；(2)(2)出偏转电场时的偏转角；出偏转电场时的偏转角；(3)(3)打在荧光屏上时的偏移距离打在荧光屏上时的偏移距离Y.Y.v v0 0+-U2 d lv vyv vy y

11、_+U1-qmv v0 0OYL01 021010、如图所示，有一电子、如图所示，有一电子(电量为电量为e e、质量为、质量为m)m)经电压经电压U U0 0加速后，沿平行金属板加速后，沿平行金属板A A、B B中中心线进入两板，心线进入两板，A A、B B板间距为板间距为d d、长度为、长度为L L，A A、B B板间电压为板间电压为U U，屏，屏CDCD足够大，距离足够大，距离A A、B B板右边缘板右边缘2L2L，ABAB板的中心线过屏板的中心线过屏CDCD的中的中心且与屏心且与屏CDCD垂直。试求电子束打在屏上的垂直。试求电子束打在屏上的位置到屏中心间的距离。位置到屏中心间的距离。例与练例与练析与解析与解电子离开电场，就好象从中点沿直线离开的：电子离开电场，就好象从中点沿直线离开的：tan)22(llydUUl0245 y对加速过程由动能定理：对加速过程由动能定理：20021mveU 0202eUmvdUUl02tan