带电粒子在电场中的运动_(1)VIP免费

带电粒子带电粒子在电场中的运动在电场中的运动（1）带电粒子（如电子、质子等），在电场中运动时重力远小于电场力，所以一般不计重力。但质量不可忽略。（2）带电体（如液滴、尘埃、小球等），一般重力不能忽略。（3）有些情况下，带电体指的是带电微粒，这些带电体的含义不明确，需根据题目所给条件加以分析。如重力与电场力大小相近时，重力不可忽略；若电场力远大于重力，可忽略；也可根据物体的运动性质来判断。如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加速电压为U。有一电量为q的带电粒子。它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负板时的速度有多大？(不考虑粒子的重力）qUm+_带电粒子的加速dqUm+_带电粒子的加速d1、受力分析:水平向右的电场力F＝Eq=qU/dF2、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mqUdmdqUadv2222mqUv2解法二运用动能定理求解mqUvmvqU221211、、下列粒子由静止经加速电压为U的电场加速后，哪种粒子动能最大（）哪种粒子速度最大（）A、质子B、电子C、氘核D、氦核例与练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！如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电势差UAB＝100V，一个质量为m=2.0×10-12kg、电量为q=-5.0×10-8C的带电粒子，以初速度v0=3.0×103m/s由A点运动到B点，求粒子到达B点时的速率。（不计粒子重力）例与练A-v0BABABqUW2022121mvmvWAB202vmqUvABsm/10232022121mvmvqUABq为负结论：由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，所以在处理电场对带电粒子的加速问题时，一般都是利用动能定理进行处理。UL++++++------YdY′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的带电粒子从极板中央以水平速度v0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)v0q1.受力分析：粒子受到竖直向下的静电力F＝Eq=qU/d。v++++++------v0YdUY′qLvv0vyΦ2.x方向3.y方向4、离开电场时的偏转角度的正切：FLxvtv00vyvy20221vLmdqU0vLmdqU200mdvqULvvytany5.穿越电场过程的动能增量：ΔEk=Eqy（注意，一般来说不等于qU）例：两个极板Y与Y’的长度l=6.0cm,相距d=2cm，极板间电压U=200V,一个带电粒子沿平行板面的方向射入电场，射入时的速度v=3.0×10∧7m/s.把两极板看做匀强电场，求电子射出电场时沿垂直于板面方向的距离y和偏转的角度θ。练习如下图所示，真空中水平放置的两个相同极板Y和Y′长为L，相距d，足够大的竖直屏与两板右侧相距b.在两板间加上可调偏转电压U，一束质量为m，带电荷量为＋q的粒子(不计重力)从两板左侧中点A以初速度v0沿水平方向射入电场且能穿出．(1)证明粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心；(2)求两板间所加偏转电压U的范围；(3)求粒子可能到达屏上区域的长度．L＝v0tvy＝at，tanθ＝vyv0＝yx，联立可得x＝L2，即粒子飞出电场后的速度方向的反向延长线交于两板间的中心O点．(2)由牛顿第二定律得a＝Eqm③，又E＝Ud④，由①②③④式解得y＝qUL22dmv20，当y＝d2时，U＝md2v20qL2，则两板间所加电压的范围－md2v20qL2≤U≤md2v20qL2.(3)当y＝d2时，粒子在屏上侧向偏移的距离最大(设为y0)，则y0＝(L2＋b)tanθ，而tanθ＝dL，解得y0＝dL＋2b2L，则粒子可能到达屏上区域的长度为dL＋2bL.++++++------φvv0vy+_U1U2v0LmqUv102122202242dULUvLmdqUy12202tandULUmdvLqU-qmydUULvLmdqUaty022242121对于不同的带电粒子①若以相同的速度射入，则yq/m∝②若以相同的动能射入，则yq∝③若经相同电压U0加速后射入，则y与q、m无关,随加速电压的增大而减小，随偏转电压的增大而增大。思考题：让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经过同一加速电场由静止开始加速，然后在同一偏转电场里偏转，在通过加速电场时获得的动能是否相同？通过偏转电场时，它们是否会分为三股？请说明理由。...