10.5 带电粒子在电场中的运动 教学课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

10.5带电粒子在电场 中的运动 我们知道，把一个带电粒子放进电场中，它就具有一 定的电势能并受到电场力的作用，因此它可能会作各种 各样的运动，这在现代科学技术设备中有广泛的应用。 带电粒子在匀强电场中运动状态： 静止 1.平衡 匀速直线运动 (F合=0) 可能是人 2.匀变速 〔匀变速直线运动一加速、减速 运动 匀变速曲线运动 (F0) 带电粒子可以在电场中 做匀速圆周运动吗？ 电场中的带电粒子一般可分为两类： 1、基本带电粒子：如电子，质子，粒子，正负离 子等。这些粒子所受重力和电场力相比很小，一般 都不考虑重力，除非有说明或有明确的暗示。（但 并不能忽略质量)。 2、宏观带电体：如带电小球、液滴、尘埃等。一般 都要考虑重力，除非有说明或有明确的暗示。 3、某些带电体（带电微粒）是否考虑重力，要根据 题目暗示或运动状态来判定 一、 带电粒子在电场中的加速 如图所示，在真空中有一对 平行金属板，两板间加以电 压U。两板间有一带正电荷g 的带电粒子。它在电场力的 作用下，由静止开始从正极 带电粒子的加 板向负极板运动，到达负板 速 时的速度有多大？（不考虑 粒子的重力) 1、受力分析：水平向右的电场力（与 (忽略重力) 运动方向相同) F=Eq=qU/d 2、运动分析： 初速度为零，加速 度为a=qU/md的向右 带电粒子的 匀加速直线运动。 加速 解法 运用运动 解法二运用动能定理 学知识求解 求解 v -2ad=29Ud-3 U qu 2 mv 2 md m 2qU 2 qU 三 m m 思考 如初末位置间不是匀强电场该用何种方法求 解？为什么？ 第一种方法不适用，第二种方法仍适用！ 例题] 炽热的金属丝可以发射电子。在金属丝和金属板 之间加以电压U=2500V(图1.82)，发射出的电子在真空中 金属丝 金属板 加速后，从金属板的小孔穿出。电子穿出时的速度有多大？设电 E 子刚刚离开金属丝时的速度为零。 利用动能定理进行处理 -0U6+ 图1.82带电粒子的加速： Vo≠0时呢 电池E用来给金属丝加热。 带电粒子在电场中的偏转 如图所示，在真空 中水平放置一对金 ”… 属板Y和Y',板间距 离为d。在两板间加 以电压U,一电荷量 为q质量为m的带正 电粒子从极板中央 以水平速度vo射入电 场。试分析带电粒 子在电场中的运动 情况。 (不计粒子的重力) Y十十十十十土 1、受力分析：粒子受到竖 直向下的电场力F= Eq=qU/d。 。2、运动规律分析：粒子做 类平抛运动。 x方向：匀速直线运动 Vo Y方向：加速度为 qu md 的匀加速直线运动。 结论：带电粒子初速度垂直于电场方向飞入匀强 电场的问题就是一个类平抛的问题。 粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动 粒子在与电场平行的方向上做初速为零的匀加速 运动