高二物理课件 1.9 带电粒子在电场中的运动 13（人教版选修3-1）

欢迎进入物理课堂 带电粒子在匀强电场中的偏转 带电粒子的偏转 q F 运动状态分析匀变速曲线运动 类平抛运动 分析方法沿初速度方向 匀速直线运动沿电场线方向 初速度为零的匀加速直线运动 1 加速度 2 飞行时间 3 侧移距离 4 偏角 对粒子偏角的讨论 1 若不同的粒子是从静止经过同一电场加速电压加速后进入偏转电场 由动能定理有 偏角大小与粒子q m无关 即都相同 2 将粒子飞出电场时的速度反向延长 交原运动方向于O点 O点距电场边缘距离为x 则 粒子从偏转电场中射出时 好像从极板间l 2处沿直线射出似的 求带电粒子离开电场时速度的大小 方法2 根据动能定理求解 方法1 根据速度合成求解 巩固提高 例1 让一价氢离子 一价氦离子和二价氦离子的混合物由静止开始经过同一加速电场加速 然后在同一偏转电场里偏转 它们是否会分为三股 请说明理由 答案 不会分为三股 比较离子在偏转电场的侧移距离y 如果y不相同 如果y相同 会分为三股 不会分为三股 比较离子是否以相同偏角 射出 如果 不相同 会分为三股 如果 相同 不会分为三股 例2 在光滑水平面上有一质量m 1 0 10 3kg 电量q 1 0 10 10C的带正电小球 静止在O点 以O点为原点 在该水平面内建立直角坐标系Oxy 现突然加一沿x轴正方向 场强大小E 2 0 106V m的匀强电场 使小球开始运动 经过1 0s 所加匀强电场突然变为沿y轴正方向 大小仍为E 2 0 106V m 再经过1 0s 所加电场又突然变为另一个匀强电场 使小球在此电场作用下经1 0s速度变为零 求此电场的方向及速度变为零时小球的位置 分析 带电粒子在沿X方向的电场力作用下 沿X方向作匀加速直线运动 接着在Y方向的电场力的作用下 作类平抛运动 最后加上一个适当的电场后 作减速运动1 0秒后速度为零 解 第一秒小球运动加速度为a qE m 0 2m s21s末小球的速度和位移分别为vx at 0 2m s X1 1 2at2 0 1m 在第2秒内 小球在X方向作速度为vx的匀速运动 在Y方向作初速度为零的匀加速直线运动 沿X方向移动的距离为 X2 VXt 0 2m沿方向移动的距离为 y 1 2at2 0 1m故在第2秒末 小球到达的位置坐标为X2 x1 x2 0 30my2 y 0 10m 在第2秒末 小球在x方向的分速度仍为vx 在y方向的的分速度为vy at 0 20m s 故此时物体的合速度方向与x轴成450 要使小球的速度变为零 第3秒内所加匀强电场的方向必须与此方向相反 即指向第三象限 与x轴成2250角 在第3秒内 设在电场作用下小球加速度的x分量的y分量分别为ax ay 则ax vx t 0 20m s2ay vy t 0 20m s2在第3秒末小球到达的位置坐标为X3 x2 vxt 1 2at2 0 40mY3 y2 vyt 1 2at2 0 20m 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全