电容器与电容带电粒子在电场中的运动

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三节电容器与电容 带电粒子在电场中的运动（第2课时）,二、带电粒子在电场中的加速和偏转,1,带电粒子在电场中的加速,(1)运动状态的分析：带电粒子沿与电场线平行的方向进入,匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一条直线上，,做,。,加(减)速直线运动,带电粒子动能的增量,qU,2如下图所示，在A板附近有一电子由静止开始向B板运,动，则关于电子到达B板时的速率，下列解释正确的是(),A,两板间距越大，加速的时间就越长，则获得的速率越大,B,两板间距越小，加速度就越大，则获得的速率越大,C,与两板间的距离无关，仅与加速电压U有关,D,以上解释都不正确,【答案】,C,垂直,匀变速曲线,匀速直线,匀加速直线,3如下图所示，质子(,H,)和,粒子(,He,)，以相同的初动能垂,直射入偏转电场(粒子不计重力)，则这两个粒子射出电场时,的侧位移y之比为(),A1,1B1,2,C2,1 D1,4,【答案】,B,1,带电粒子在电场中的运动是否考虑重力,(1)基本粒子：如电子、质子、,粒子、离子等除有说明,或明确的暗示以外，一般都不考虑重力(但并不忽略质量)。,(2)带电颗粒：如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或,有明确的暗示以外，一般都不能忽略重力。,2,粒子的偏转角问题,(1)已知电荷情况及初速度,如右图所示，设带电粒子质量为m，带电荷量为q，以速度,v,0,垂直于电场线方向射入匀强偏转电场，偏转电压为U,1,。,若粒子飞出电场时偏转角为，则,结论：粒子的偏转角与粒子的q、m无关，仅取决于加速,电场和偏转电场。即不同的带电粒子从静止经过同一电场,加速后进入同一偏转电场，它们在电场中的偏转角度总是,相同的。,结论：粒子从偏转电场中射出时，就像是从极板间的l/2处沿,直线射出。,(2)若不同的带电粒子是从静止经同一加速电压U,0,加速后进入,偏转电场时，则由,和,，得：,结论：粒子的偏转距离与粒子的q、m无关，仅取决于加速,电场和偏转电场。即不同的带电粒子从静止经过同一电场,加速后进入同一偏转电场，它们在电场中的偏转距离总是,相同的。,一、带电粒子在电场中的直线运动：,【例1】：,如右图所示，板长L4,cm,的平行板电容器，板间距离d3,cm,，板与水平线夹角37，两板所加电压U100,V,，有一带负电液滴，带电荷量为q310,10,C,，以v,0,1,m,/,s,的水平速度自A板边缘水平进入电场，在电场中仍沿水平方向并恰好从B板边缘水平飞出。g取10,m,/,s,2,，求：(1)液滴的质量；(2)液滴飞出时的速度。,【变式训练】：,1、（2008年全国卷2） 一平行板电容器的两个极板水平放置，两极板间有一带电量不变的小油滴，油滴在极板间运动时所受空气阻力的大小与其速率成正比。若两极板间电压为零，经一段时间后，油滴以速率,v,匀速下降；若两极板间的电压为,U,，经一段时间后，油滴以速率,v,匀速上升。若两极板间电压为,U,，油滴做匀速运动时速度的大小、方向将是,A. 2,v,、向下 B. 2,v,、向上,C. 3,v,、向下 D. 3,v,、向上,【例2】：,如图所示，水平安放的A、B两平行板相距h，上板A带正电，现有质量m，带电量为+q的小球，在B板下方距离H处，以初速v,0,竖直向上从B板小孔进入板间电场，欲使小球刚好能到A板，则A、B间电势差U,AB,应为多少？,【变式训练】,2、如下图所示，A、B为平行金属板，两板相距为d，分别与电源两极相连，两板的中央各有一小孔M和N，今有一带电质点，自A板上方相距为d的P点由静止自由下落（P、M、N在同一竖直线上），空气阻力忽略不计，到达N孔时，速度恰好为零，然后沿原路返回，若保持两极板间的电压不变，则（ ）,A. 把A板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回,B. 把A板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落,C. 把B板向上平移一小段距离，质点自P点自由下落后仍能返回,D. 把B板向下平移一小段距离，质点自P点自由下落后将穿过N孔继续下落,(,2011洛阳模拟,)如下图所示，两平行金属板A、B,长L8,cm,，两板间距离d8,cm,，A板比B板电势高300,V,。,一带正电的粒子电荷量q10,10,C,，质量m10,20,kg,，沿,电场中心线RO垂直电场线飞入电场，初速度v,0,2,10,6,m,/,s,，粒子飞出平行板电场后经过界面MN、PS间的无电场,区域后，进入固定在O点的点电荷Q形成的电场区域，(设界,面PS右边点电荷的电场分布不受界面的影响)。已知两界面,MN、PS相距为12,cm,，D是中心线RO与界面PS的交点，O,点在中心线上，距离界面PS为9,cm,，粒子穿过界面PS最后,垂直打在放置于中心线上的荧光屏bc上。(静电力常量,k9.0,10,9,N,m,2,/,C,2,),(1)求粒子穿过界面MN时偏离中心线RO的距离多远？到达,PS界面时离D点多远？,(2)在图上粗略画出粒子运动的轨迹。,【解题切点】,本题思路,(2)第一段是抛物线，第二段是直线，第三段是曲线，,轨迹如下图所示。,【答案】,(1)3,cm,12,cm,(2)图见解析,【发散思维】,解答此类问题应从以下两方面入手：,(1)对复杂过程要善于分阶段分析，联系力学中的物理模型，,从受力情况、运动情况、能量转化等角度去研究。,(2)经常把电场与牛顿定律、动能定理、功能关系、运动学知,识、电路知识等综合起来，把力学中处理问题的方法迁移到电,场中去。,当堂达标,