高中物理 1.8《带电粒子在电场中的运动》课件 新人教版选修3-1.ppt

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第八节 带电粒子在电场中的运动,第一章 静电场,3、某些带电体是否考虑重力,要根据题目暗示或运动状态来判定,电场中的带电粒子一般可分为两类:,1、带电的基本粒子:如电子,质子,粒子,正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比小得多,除非有说明或明确的暗示以外,一般都不考虑重力。(但并不能忽略质量)。,2、带电微粒:如带电小球、液滴、尘埃等。除非有说明或明确的暗示以外,一般都考虑重力。,+qm,V=?,一、带电粒子的加速,方法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,方法2:运用能量观点求解,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。,- U +,金属丝 金属板,V,E,电子的质量为0.9110-30 kg,电子的电荷量e=1.610-19 C,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=3.0107 m/s,1:非匀强电场中, 如何计算?,电场力做功,只于始末位置电势差有关,2:若带正电粒子以V0负板向正板运动,分析,粒子运动情况,明确粒子V,a的变化情况,思 考:,3.若粒子以初速度V0沿垂直场强方向进入电场, 离子的运动情况如何?,例题2:如图所示一电子以初速V0=3.0X107m/s沿垂直电场方向射入的电场,两极板的长度为L=6.0cm,相距d=2cm,极板间电压U=200V.求1)电子射出电场所用时间? 2)电子射出电场时沿垂直板面方向偏移的距离y 3)电子离开电场时偏转的角度。,v0,-q,m,U,L,y,3)电子离开电场时沿电场方向的分速度为Vy, 离开电场时的偏转角度为 角度为6.8度,Vy,V0,Vt,电子枪,荧光屏,如果在偏转电极XX、YY上不加电压,电子如何运动?如果在偏转电极XX上不加电压,偏转电极YY上加电压电子又如何运动?,三、示波管原理,课堂小结:,一、利用电场使带电粒子加速,二、利用电场使带电粒子偏转,从动力学和运动学角度分析,从做功和能量的角度分析,类似平抛运动的分析方法,粒子在与电场垂直的方向上做 匀速直线运动,粒子在与电场平行的方向上做 初速度为零的匀加速运动,练习1.如图所示,在P板附近有一电子由静止开始向Q板运动,则关于电子在两板间的运动情况,下列叙述正确的是:( ),A.两板间距越大,加速的时间越长 B.两板间距离越小,加速度就越大,则电子到达Q板时的速度就越大 C.电子到达Q板时的速度与板间距离无关,仅与加速电压有关 D.电子的加速度和末速度都与板间距离无关,AC,练习2.一个初速度为零的电子,在场强为4.0103 V/m的匀强电场中被加速,求经过2.010-8 s后,电子的速度和动能。(电子质量为0.9110-30kg),解:电子在匀强电场中的加速度: a=F/m = eE/m 速度:v=at= eEt/m = 1.4107 m/s 动能Ek= =8.910-17 J,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6.0106 m/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: 电子射入电场时具有的初动能: Ek= = 1.610-17 J 电子从A板到达B板需克服电场力做功: W=qU= 1.310-17J Ek W,可见电子能打在B板, 到达B板时的速度为v= 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 10-17 J, 这时EkW,电子不能打在B板。,
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