高中物理带电粒子在电场中的运动.ppt

高中物理带电粒子在电场中的运动一、带电粒子在电场中的加速1。运用运动学和动力学方法求解，设板间
距为d,因电场力为恒力，所以有例题1：实验表明，炽热的金属丝可以发射电子。在炽热金属丝和金属板间加以电压U=2500V，从炽热金属丝发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的小孔穿出。电子射出后的速度有多大？设电子刚从金属丝射出时的速度为零。解：金属丝和金属板间的电场虽然不是
匀强电场，但仍可用

可得

代入数据得：v=3.0×107m/s如图一带电粒子以垂直匀强电场的场强方向以初速度v0射入电场，若不计粒子的重力，带电粒子将做什么运动？二、带电粒子在匀强电场中的偏转垂直电
场方向:解：
1）电子在水平方向做匀速运动，由L=v0t
可求得电子在电场中的运动时间t=L/v0，

解：
1）电子在垂直电场方向做匀速运动，由L=v0t
可求得电子在电场中的运动时间t=L/v0，

2）电子在沿电场方向做匀加速运动，
加速度a=F/m=qE/m=eU/md.
电子射出电场时竖直偏移的距离y=at2/2，
（其中t为电子在电场中运动时间），

根据y=at2/2中，得到

代入数值得y=0.36cmy例题2：一电子水平射入如图所示的电场中，射入时的速度V0=3.0X107m/s.两极板的长度为L=6.0cm，相距d=2cm，极板间电压U=200V.4)如何求电子离开电场时的速度？二。带电粒子(微粒)在电场中的偏转问题例题：
在加上电压U并处于真空中的金属板间有一正电荷q，质量为m，只在电场力作用下从静止释放，电荷将做什么运动？1、带电粒子：（1）匀强电场：如在带等量异种电荷的平行金属板之间的电场
（2）非匀强电场：如单个的正电荷形成的电场、单个的负电荷形成的电场、等量异种电荷形成的电场、等量同种电荷形成的电场、点电荷与带电平板所形成的电场等。～练习1：一个初速度为零的电子，在场强为4.0×103V/m的匀强电场中被加速，求经过2.0×10-8s后，电子的速度和动能。练习2。一动能为1000eV的电子，沿着与电场垂直的方向进入匀强偏转电场，已知偏转电极长6.0cm，相距离1cm，偏转电压4.0V，求电子离开偏转电场时的偏转角度。解：由偏转角度公式

及1eV=1.6×10-19J,

有=

=0.012,
得：φ=0.69°练习3。两块平行的金属板A、B之间的电压是80V，一个电子以6.0×106m/s的速度从小孔C垂直A板进入电场，该电子能打在B板上吗？如果能打在B板上，它到达B板时的速度有多大？如果电源电压变为120V，情况又会怎样？解:①电子射入电场时具有的初动能:
Ek==1.6×10-17J,
电子从A板到达B板需克服电场力做功:
W=qU=1.3×10-17J
Ek>W,可见电子能打在B板，
②到达B板时的速度为v=

③如果电源电压变为120V，则电子从A板到达B板需克服电场力做功：
W’=qU=1.9×10-17J，
这时Ek<W’,电子不能打在B板。三、带电粒子先加速后偏转在电子技术中的应用——示波管。原理图1、如图所示，在真空室中有两个水平金属板，板间距为d，有一质量为m的带电液滴，电荷量为q，自上极板的上表面处由静止开始自由下落，当它运动到两极板间距离的中点时，给两极板加电压U，使电荷受到向上的力，当电压等于多大时，才能使小液滴在刚好接近下极板时开始向上运动？解析：方法一、液滴自由落体至两板间中点时速度大小由V2=2gh得V=加上电压后所受合力F=qU/d-mg液滴向上的加速度大小a=F/m=qU/md-g再经d/2的距离速度减为零，即V2=2a*d/2=(qU/md-g)d由①②③④解得U=2mgd/q方法二、对整个过程进行研究，初速、末速均为零，∆Ek=0由动能定理有：
mgd-qU/2=0
解得：U=2mgd/q2、如图所示，A、B为两块足够大的平行金属板，接在电压为U的电源上，在A板的中央P点处放置一个电子放射源，可以向各个方向发射电子。设电子的质量为m，电量为e，射出的初速度为v，求电子打在B板上的区域面积？（不计电子的重力）课堂小节