09带电粒子在电场中的运动-2021-2022学年高二物理实用教学课件

必修3 第十章 静电场中的能量 带点粒子在电场中的运动 10.5 请参看最后一页课件使用说明 偏移量y=_________，偏转角tanθ=________. 1.加速—直线运动 动画 加速减速 分析 重力计不计 2.偏转—类平抛运动(匀强电场中) (1)匀强电场中 ①用牛顿运动定律 ②用动能定理 (2)非匀强电场中 只能用动能定理 ①运动分解 动画 偏转 动画 先加后偏 分析 直线运动1-3 例1 两粒子加速 垂直于电场方向:_________运动 . 平行于电场方向:_________运动，a=_________. qE m qU md = 匀速直线 匀加速直线 1 2 at2 = = ②动能定理 3.先加速后偏转 2 2 1 mv qU实 - = 2 2 1 mv 0 v0 v y 例3 三段组合 例2 两粒子偏转 2 2 1 mv qU1 = x=vt = y m qE 2 1 t 2 加速电场中： 偏转电场中： vy = m qE t 关于带电粒子的重力: (2)带电小球、液滴、尘埃等重力不可忽略 (1)电子、离子、质子、α粒子等微观粒子的重力可忽略不计 推论1:带电粒子在匀强电场中作类平抛运动,出射速度的反向延长线必过入射方向位移的中点. 推论2:不同的带电粒子由静止开始经相同的加速电场和相同的偏转电场后,从相同的位置和相同的方向射出，即带电粒子的运动轨迹相同。 分析 类平抛运动 分析 先加后偏 带电粒子受到的电场力与重力大小比较 电荷量e=1.6×10－19C，质量m=9×10 －31 kg，处在电场强度E=2×103V/m的电场中。 电荷量q=5×10－9C，质量m=2×10 －6 kg，处在电场强度E=2×103V/m的电场中。 F=eE= 3.2×10－16N G=mg= 9×10－30N G<<F 重力可忽略 F=qE= 1.0×10－5N G=mg= 2.0×10－5N 重力与电场力相近，重力不可忽略 电子： 尘埃： 返回主页 1.如图1，A、B两极板间的电势差为U，带电粒子的质量为m、电荷量为+q ，由静止从A板出发，求到达B板时的速度大小.(分别用动力学方法和动能定理求解) v= 2qU/m v= 2qU/m v= v02 －2qU/m 2.如图2，若带电粒子的电荷量为－q，并以初速度v0沿电场方向射入，求带电粒子到达极板时的速度大小. (分别用动力学方法和动能定理求解) 或 v=v0 3.如图3，若A、B间的电场不是匀强的，电压仍为U，求粒子到达B点的速度大小. 问：动力学方法是否可用？动能定理是否可用？ A B 图1 A B v0 图2 图3 A B E 答案 答案 答案 带电粒子在电场中直线运动的分析 小结： 匀强电场中 牛顿运动定律 、动能定理 非匀强电场中 动能定理 带电粒子在电场中直线运动的分析方法 返回主页 4. 若将上题的电场方向改为向下，如图4，两板间的距离为d、板长为l ，带电粒子以初速度v0垂直电场方向射入，求带电粒子出电场时的偏移量和偏转角正切值. = y 2mv02d qUl 2 1 2 at2 = mv0d qUl vy= tanα= vy v0 mv02d qUl = v0 A B 图4 l d 推论1: 带电粒子在匀强电场中作类平抛运动，出射速度的反向延长线必过入射方向位移的中点. 带电粒子在电场中偏转运动的分析 小结： 偏移量y=_________，偏转角tanθ=________. ①运动分解 垂直于电场方向:_________运动 . 平行于电场方向:_________运动，a=_________. qE m qU md = 匀速直线 匀加速直线 1 2 at2 = = ②动能定理 2 2 1 mv qU实 - = 2 2 1 mv 0 v0 v y 带电粒子在电场中类平抛运动的分析方法 答案 返回主页 5.如图5，带电粒子由静止先经电压为U1的电场加速后，再进入电压为U2的偏转电场，两板间的距离为d、板长为l ，求带电粒子射出电场时的偏移量和偏转角的正切值. = y 4U1d U2 l 2 tanθ = 2U1d U2 l 不同的带电粒子在同一点由静止开始，经相同的加速电场和相同的偏转电场后，将从相同的位置和相同的方向射出，即带电粒子的运动轨迹相同. (与带电粒子的质量和电荷量无关) 推论2: 图5 d l 带电粒子在电场中先加速后偏转的分析 答案 小结： 带电粒子在电场中先加速后偏转的分析方法 2 2 1 mv qU1 = x=vt = y m qE 2 1 t 2