带电粒子在场中的运动一、在电场中的运动不计重力的带电粒子在电场中的运动1.带电粒子在电场中加速当电荷量为q、质量为m、初速度为v0的带电粒子经电压U加速后,速度变为vt,由动能定理得:qU=mvt2-mv02.若v0=0,则有vt=,这个关系式对任意静电场都是适用的.对于带电粒子在电场中的加速问题,应突出动能定理的应用.2.带电粒子在匀强电场中的偏转电荷量为q、质量为m的带电粒子由静止开始经电压U1加速后,以速度v1垂直进入由两带电平行金属板产生的匀强电场中,则带电粒子在匀强电场中做类平抛运动,其轨迹是一条抛物线(如图1所示).qU1=mv12设两平行金属板间的电压为U2,板间距离为d,板长为L.(1)带电粒子进入两板间后粒子在垂直于电场的方向上做匀速直线运动,有:vx=v1,L=v1t粒子在平行于电场的方向上做初速度为零的匀加速直线运动,有:vy=at,y=at2,a==.(2)带电粒子离开极板时侧移距离y=at2==轨迹方程为:y=(与m、q无关)偏转角度φ的正切值tanφ===若在偏转极板右侧D距离处有一竖立的屏,在求电子射到屏上的侧移距离时有一个很有用的推论,即:所有离开偏转电场的运动电荷好像都是从极板的中心沿中心与射出点的连线射出的.这样很容易得到电荷在屏上的侧移距离y′=.以上公式要求在能够证明的前提下熟记,并能通过以上式子分析、讨论侧移距离和偏转角度与带电粒子的速度、动能、比荷等物理量的关系.培优练习1
一带正电荷的质点,在电场力作用下沿曲线abc从a运动到c,已知质点的速率是递减的
关于b点电场强度E的方向,下列图示中可能正确的是(虚线是曲线在b点的切线)2
图中虚线为匀强电场中与场强方向垂直的等间距平行直线
两粒子M、N质量相等,所带电荷的绝对值也相等
现将M、N从虚线上的O点以相同速率射出,两粒子在电场中运动的轨迹分别如图中两条实线所示
点a、b、c为实