第5讲 带电粒子在电场中的运动 讲义 -2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第三册

第5讲 带电粒子在电场中的运动 知识图谱 带电粒子在电场中的运动 知识精讲 一．研究对象分类 1．基本粒子及离子：如电子、质子、α粒子等，因为质量很小，重力比电场力小得多，可忽略不计。 2．带电颗粒或微粒，如尘埃、液滴、小球等质量较大，其重力一般情况下不能忽略。 二．带电粒子在电场中的匀加速直线运动 1．若粒子作匀变速运动，可采用动力学方法求解，即先求加速度，再由运动学公式求解。 2．用能量的观点分析：合外力对粒子所作的功等于带电粒子动能的增量。即：，此式对于非匀强电场、非直线运动均成立。对于多级加速器，是利用两个金属筒缝间的电场加速，电场力做功 三．带电粒子在电场中的类平抛运动 1．运动状态分析：粒子受恒定的电场力，在场中作匀变速曲线运动。 2．处理方法：采用类平抛运动的方法来分析处理 （1）速度规律 （2）位移规律 （3）角度规律 ，即速度反向延长平分水平位移，就像粒子从水平位移的中点发射出来一样。 四．带电粒子在电场中运动的分析方法 1．带电粒子在电场中的加速 （1）受力分析 仍按力学中受力分析的方法分析，只是多了一个静电力。如果带电粒子在非匀强电场中，则静电力为变力； （2）运动过程分析 带电粒子沿与电场线平行的方向进入匀强电场，受到的静电力与运动方向在同一直线上，做匀加（减）速直线运动。 （3）两种处理方法 ①力和运动的关系，即牛顿第二定律； ②功能关系—动能定理。 2．带电粒子在匀强电场中的偏转 （1）运动状态分析 电子以速度垂直于电场线方向飞入匀强电场时，由于质量m很小，所以重力比电场力小得多，重力可忽略不计。电子只受到恒定的与初速度方向成90°角的电场力作用而做匀变速曲线运动，类似于李学中的平抛运动，即类平抛运动。 （2）功能观点分析 粒子在电场中偏转同样只受电场力的作用，所以仍然可以根据动能定理定量计算射出速度等物理量。表达式适用于一切电场，尤其适用于仅需求解出射速度时，但无法仅用此式求解出射速度的方向和偏移量等物理量。 带电粒子在电场中的匀加速直线运动 例题1、[多选题] 如图所示，在板附近有电荷由静止开始向板运动，则以下解释正确的是（ ） A.到达板的速率与板间距离和加速电压两个因素有关 B.若电荷的电压、与电量均变为原来的倍，则到达板的速率变为原来的倍 C.两板间距离越大,加速的时间越长，加速度越小 D.到达板的速率与板间距离无关 例题