内容正文:
第九节 带电粒子在电场中的运动(1)
大型粒子对撞机
1. 带电粒子在电场中要受到哪些力的作用?
2. 对于像质子、电子、离子等带电微粒在电场中运动时,我们怎样处理它们的受力?
通常要受到重力和电场力
质子、电子、离子等带电微粒所受重力一般远小于电场力,重力可以忽略。重力势能就可以不考虑。但带电物体: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。
3. 带电粒子在电场中运动时,电场力对粒子的运动有什么效果?
带电粒子在电场中运动时,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,改变粒子的动能。
4. 带电粒子在均强电场中运动时,运动有什么特点?
带电粒子在均强电场中运动时,所受电场力是恒力,产生恒定的加速度,所以带电粒子在均强电场中的运动跟物体在重力场中的自由落体和抛体运动相似。
动能定理 W = qU= mvt2 ‒ mv02
研究带电粒子运动的主要理论方法
电场力 F = qE
加速度 a = F/m
电场力的功 W = qU
二、带电粒子在电场中的偏转
一、带电粒子在电场中的加速
带电粒子在电场中的两类基本运动
+
+
+
+
+
+
+
+
_
_
_
_
_
_
_
_
U
E
加 速
匀 速
匀 速
+q、m、v0
v = ?
一、带电粒子的加速
q
U
m
+
_
带电粒子的加速过程
d
1.受力分析:
F
2.运动分析:
初速度为零,加速度为a=qU/md的向右匀加速直线运动。
解法一 运用运动学知识求解
水平向右的电场力
F = Eq = qU/d
q
U
m
+
_
带电粒子的加速过程
d
1.受力分析:
F
2.运动分析:
初速度为零,加速度为a=qU/md的向右匀加速直线运动。
粒子加速后的速度只与加速电压有关
水平向右的电场力
F = Eq = qU/d
解法二 运用能量知识求解
如两极板间不是匀强电场该用何种方法求解?为什么?
由于电场力做功与场强是否匀强无关,与运动路径也无关,第二种方法仍适用。
若粒子的初速度为零 , 则:
若粒子的初速度不为零 , 则:
例1. 炽热的金属丝可以