2025届高考物理二轮专题复习课件：带电粒子在电场中的运动

带电粒子在电场中的运动 高三复习 带电粒子在电场中的运动 1.运动性质：在加速电场做匀加速直线运动，偏转电场做类平抛运动 2.加速电场：设初速度为加速后的速度为静电力做的功为qU,由动能定理得： 静止开始加速时： 以一定初速度加速时： + E 3.偏转电场：在偏转电场做类平抛运动。设偏转电场极板的长度为L，水平位移为，两极板之间的电压为U2,板间距为d,竖直方向的位移为y： 水平方向做匀速直线运动： 竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动： （打在极板上时） （不计重力时） （离开电场时） + E L d U2 + + E L d U2 - E L d U2 考虑重力影响时 且 得 合力不等于静电力，而是等于重力和静电力的矢量和 + - mg Eq mg Eq 且 得 离开电场时速度的偏向角 + E L d U2 θ 为偏转电场中的水平速度，为竖直方向的速度，为离开电场时的合速度（实际运动的速度），θ为速度的偏向角 例题1：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=2500 V，发射的电子在真空中加速后，从金属板的小孔穿出，电子刚刚离开金属丝的速度可以视为零，则电子穿出的速度为多大？已知电子的电量为q=1.6×10-19 C，质量为m=0.9×10-30 kg。 解：由动能定理得， + - U - - 金 属 丝 例题2：水平放置的两块平行金属板板长L＝5.0 cm，两板间距d＝1.0 cm，两板间电压为91 V，且下板为正极板，一个电子，带电量e=-1.6×10-19C，质量m=9.1×10－31 kg，沿水平方向以速度＝2.0×107m/s从两板中间射入，并从电场的右端射出，如图所示，求： (1)电子偏离金属板的侧位移是多少？ (2)电子飞出电场时的速度大小是多少？ 解：（1）侧位移是值竖直方向的位移y，由 得 m (2) 且 得 - L d 例题3：如图所示，真空中有一对平行金属板，间距为d，接在电压为U的电源上，质量为m、电荷量为q的正电荷穿过正极板上的小孔以进入电场，到达负极板时从负极板上正对的小孔穿出。不计重力，求正电荷穿出时的速度v + U d 解：由动能定理得， 得 + - - - + + 例题4：如图所示，两相同极板A与B得长度L为6cm，相距d为2cm，极板间得电压U为200V，一个电子沿平行于板面的方向射入电场中，射入时的速度为3×107m/s，把两板间的电场看作匀强电场，求电子射出电场时沿垂直与板面方向偏移的距离y和偏转的角度θ。 + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - d L - y θ 解：由 得 cm ,速度的偏转角为 0.12 得 θ=6.70 A B 例题5：如图所示，电荷量为－e、质量为m的电子经电压U1的电场加速，从两极板中点进入平行板电容器中，电子刚进入两极板时的速度跟电场线方向垂直。两极板间的电势差为U2，两极板长为L1，间距为d。电子离开偏转电场后做匀速直线运动，打在距极板为L2的荧光屏上的P点。求：(1)电子进入偏转电场时的初速度v0； (2)电子飞出偏转电场时沿电场线的偏移量y； (3)P点偏离荧光屏中央O的距离Y。 + + + + + + + + - - - - - - - - - - d - - U1 L1 L2 O P Y y 荧光屏 + + + + + + + + - - - - - - - - - - d - - U1 L1 L2 O P Y 荧光屏 (1)电子进入偏转电场时的初速度v0； 解：由动能定理得 (2)电子飞出偏转电场时沿电场线的偏移量y； 解：由 得 (3)P点偏离荧光屏中央O的距离Y。 解：电子离开偏转电场时的速度的偏向角为θ，由 得 推到得 所以O到P的距离为 += θ y A $$