带电粒子在电场中的运动复习课_课件
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（1）分析粒子的运动情况？
（2）若此粒子质量为m,运动到N点速度恰好为零， 求MN两点的电势差UMN 解： 由动能定理W E E k2 k1 合
+ Q -q
V0
M
N
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
P
qU MN
U MN
1 2 0 mv0 2
2 mv0 2q
回首页 能否用牛顿定律求解？
处理非匀变速直线运动：动能定理的应用
三、 带电粒子在电场中的偏转
(不计粒子的重力,垂直进入电场)
+ + + + + + Y
q d
Y′ α
运动规律回顾
U
v0
S
Φ
y
匀速直线运动 (1)垂直电场方向：
v0 v
vx v0 L v0t
- - - - - -v
L
Φ
y
(2)沿电场线方向：初速度为零的匀加速直线运动
①加速度:
F qU a m md
v y at
④速度偏向角tan :
②竖直速度vy:
qUL tan 2 v0 mdv0
练习
vy
1 2 1 qUL2 ③偏移量y： y at 2 2 2 mdv0
【例3】 （带电粒子电场中的偏转）
如图所示为两组平行板金属板，一组竖直放置，一组水平 放置，今有一质量为m的电子静止在竖直放置的平行金属板 的M点，经电压U0加速后通过N点进入两板间距为d、电压为U 的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行板的 正中间射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板 穿出，M、N分别为两块竖直板的中点，求： （1）电子通过N点时的速度大小； （2）右侧平行金属板AB的长度； 2qU 0 思路： (1) v m B A (2) LAB vt M e U0 N d,U
回首页
课
受 力 分 析
判断运 动性质 （画出 轨迹）
直线运动 匀速圆周运动 类平抛运动 较复杂曲 线运动
选择 解题 方法
堂
小
结
主要从运动 和力的关系 分析或动能 定理 常用能量观点
作业： 步步高
1
2
3
4
5
6
7
8
第1组同学物理课堂学习表现突出，被评为：
优胜学习小组
高三、3班班委会
第2组同学物理课堂学习表现突出，被评为：
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第3组同学物理课堂学习表现突出，被评为：
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第4组同学物理课堂学习表现突出，被评为：
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【例1】 带电粒子在电场中处于静止状态，该粒 子带正电还是负电? + + + + + + +
分析：带电粒子处于静止状态， ∑F＝0，qE=mg，因为所受重力竖 直向下，所以所受电场力必为竖直 向上。又因为场强方向竖直向下， 所以带电体带负电。
qE
mg -
练习
【变式训练】
如图所示，质量为m,电量为q的带电粒子，以初速度 v0进入电场后沿直线运动到上极板, （1）物体做的是什么运动？ （2）带电体的电性？
v Qq Fn k 2 m r r
2 0
练习
【知识应用】
带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以 下两种运动：①在电场线上运动；②在等势面上做匀速圆 周运动，该电场可能是（ A ） A．一个带正电的点电荷形成 B．一个带负电的点电荷形成 C．两个分立的带等量正电的点电荷形成 D．一个带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成
v 2qU m
若∑F≠0（只受电场 力）且与初速度方向 在同一直线上，带电 粒子将做加速或减速 直线运动
此式也适用于非匀强电场
练习
【例2】 （带电粒子电场中的直线运动）
一个带+q的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中， 微粒沿直线AB 运动，如图，AB与电场线夹角为θ，已 知带电微粒的质量为m，电量为 q ，A、B相距为L, （1）说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由． （2）电场强度的大小和方向？ （3）若微粒恰能运动到B点，求微粒射入电场时速度V0？ B 分析： （1）匀减速直线运动
（2 ） E
F电
V0
+
1 2 F合 L 0 mv0 （3）方法①动能定理： 2
2 gL 解出 v0 sin
a g sin
F电 mg q q tan
方向水平向左
F合
2 2 方法②运动学公式: 0 v0 2aL
mg
粒子匀变速直线运动：动能定理或牛顿运动定律均可
关于带电粒子重力是否考虑的问题
1、基本粒子：
如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗 示外，一般都不考虑重力（但不能忽略质量）。 2、带电颗粒：
如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确 的暗示以外，一般都考虑重力。
回首页
【变式训练】
如图，在点电荷正Q的电场中，不计重力的带电粒子 -q以初速度V0从M点恰与电场线QP方向相同进入电场，
分析：
qE v0
_
-
-
（1）由受力分析可知，匀速直线运动 （2）带正电
+ mg
+
+
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二、带电粒子在电场中的直线运动（加、减速）
+
d
_
_
F电
基本知识回顾：
不计重力的带正粒子初速度为零 进入匀强电场加速，粒子离开电 场的速度？ 分析：
m
+ +q
+ +
U
_ _
1 2 由动能定理W电 qU mv0 0 2
第7组同学物理课堂学习表现突出，被评为：
优胜学习小组
高三、3班班委会
第8组同学物理课堂学习表现突出，被评为：
优胜学习小组
高三、3班班委会
d 1 2 1 qU 2 at t 2 2 2 md
【变式训练】
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电子穿出右侧平行金属板时的动能?
四、带电粒子在电场中的匀速圆周运动
1、匀速圆周运动条件：某力提供物体做圆周运动的向心力
v2 2、匀速圆周运动向心力公式： Fn m r
3、带电粒子做匀速圆周运动的情形：
+q Q 库仑力（电场力）提供向心力
高三物理复习课
带电粒子在电场中的运动
知识结构
带电粒子在电场中的平衡问题 直线运动 带电粒子在电场中的加、减速 带电粒子在 电场中的运动 带电粒子的偏转问题 曲线运动 带电粒子的匀速圆周运动 带电粒子不规则复杂运动
收获
一、带电粒子在电场中的平衡问题
1、平衡状态：
①静止 ②匀速直线运动状态
带电粒子在电场中所受合力为零，即∑F＝0 2、平衡条件：
（2）若此粒子质量为m,运动到N点速度恰好为零， 求MN两点的电势差UMN 解： 由动能定理W E E k2 k1 合
+ Q -q
V0
M
N
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
P
qU MN
U MN
1 2 0 mv0 2
2 mv0 2q
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处理非匀变速直线运动：动能定理的应用
三、 带电粒子在电场中的偏转
(不计粒子的重力,垂直进入电场)
+ + + + + + Y
q d
Y′ α
运动规律回顾
U
v0
S
Φ
y
匀速直线运动 (1)垂直电场方向：
v0 v
vx v0 L v0t
- - - - - -v
L
Φ
y
(2)沿电场线方向：初速度为零的匀加速直线运动
①加速度:
F qU a m md
v y at
④速度偏向角tan :
②竖直速度vy:
qUL tan 2 v0 mdv0
练习
vy
1 2 1 qUL2 ③偏移量y： y at 2 2 2 mdv0
【例3】 （带电粒子电场中的偏转）
如图所示为两组平行板金属板，一组竖直放置，一组水平 放置，今有一质量为m的电子静止在竖直放置的平行金属板 的M点，经电压U0加速后通过N点进入两板间距为d、电压为U 的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行板的 正中间射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板 穿出，M、N分别为两块竖直板的中点，求： （1）电子通过N点时的速度大小； （2）右侧平行金属板AB的长度； 2qU 0 思路： (1) v m B A (2) LAB vt M e U0 N d,U
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课
受 力 分 析
判断运 动性质 （画出 轨迹）
直线运动 匀速圆周运动 类平抛运动 较复杂曲 线运动
选择 解题 方法
堂
小
结
主要从运动 和力的关系 分析或动能 定理 常用能量观点
作业： 步步高
1
2
3
4
5
6
7
8
第1组同学物理课堂学习表现突出，被评为：
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高三、3班班委会
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优胜学习小组
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【例1】 带电粒子在电场中处于静止状态，该粒 子带正电还是负电? + + + + + + +
分析：带电粒子处于静止状态， ∑F＝0，qE=mg，因为所受重力竖 直向下，所以所受电场力必为竖直 向上。又因为场强方向竖直向下， 所以带电体带负电。
qE
mg -
练习
【变式训练】
如图所示，质量为m,电量为q的带电粒子，以初速度 v0进入电场后沿直线运动到上极板, （1）物体做的是什么运动？ （2）带电体的电性？
v Qq Fn k 2 m r r
2 0
练习
【知识应用】
带负电的粒子在某电场中仅受电场力作用，能分别完成以 下两种运动：①在电场线上运动；②在等势面上做匀速圆 周运动，该电场可能是（ A ） A．一个带正电的点电荷形成 B．一个带负电的点电荷形成 C．两个分立的带等量正电的点电荷形成 D．一个带负电的点电荷与带正电的无限大平板形成
v 2qU m
若∑F≠0（只受电场 力）且与初速度方向 在同一直线上，带电 粒子将做加速或减速 直线运动
此式也适用于非匀强电场
练习
【例2】 （带电粒子电场中的直线运动）
一个带+q的微粒，从A点射入水平方向的匀强电场中， 微粒沿直线AB 运动，如图，AB与电场线夹角为θ，已 知带电微粒的质量为m，电量为 q ，A、B相距为L, （1）说明微粒在电场中运动的性质，要求说明理由． （2）电场强度的大小和方向？ （3）若微粒恰能运动到B点，求微粒射入电场时速度V0？ B 分析： （1）匀减速直线运动
（2 ） E
F电
V0
+
1 2 F合 L 0 mv0 （3）方法①动能定理： 2
2 gL 解出 v0 sin
a g sin
F电 mg q q tan
方向水平向左
F合
2 2 方法②运动学公式: 0 v0 2aL
mg
粒子匀变速直线运动：动能定理或牛顿运动定律均可
关于带电粒子重力是否考虑的问题
1、基本粒子：
如电子、质子、α粒子、离子等除有说明或明确的暗 示外，一般都不考虑重力（但不能忽略质量）。 2、带电颗粒：
如液滴、油滴、尘埃、小球等，除有说明或明确 的暗示以外，一般都考虑重力。
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【变式训练】
如图，在点电荷正Q的电场中，不计重力的带电粒子 -q以初速度V0从M点恰与电场线QP方向相同进入电场，
分析：
qE v0
_
-
-
（1）由受力分析可知，匀速直线运动 （2）带正电
+ mg
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二、带电粒子在电场中的直线运动（加、减速）
+
d
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F电
基本知识回顾：
不计重力的带正粒子初速度为零 进入匀强电场加速，粒子离开电 场的速度？ 分析：
m
+ +q
+ +
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1 2 由动能定理W电 qU mv0 0 2
第7组同学物理课堂学习表现突出，被评为：
优胜学习小组
高三、3班班委会
第8组同学物理课堂学习表现突出，被评为：
优胜学习小组
高三、3班班委会
d 1 2 1 qU 2 at t 2 2 2 md
【变式训练】
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电子穿出右侧平行金属板时的动能?
四、带电粒子在电场中的匀速圆周运动
1、匀速圆周运动条件：某力提供物体做圆周运动的向心力
v2 2、匀速圆周运动向心力公式： Fn m r
3、带电粒子做匀速圆周运动的情形：
+q Q 库仑力（电场力）提供向心力
高三物理复习课
带电粒子在电场中的运动
知识结构
带电粒子在电场中的平衡问题 直线运动 带电粒子在电场中的加、减速 带电粒子在 电场中的运动 带电粒子的偏转问题 曲线运动 带电粒子的匀速圆周运动 带电粒子不规则复杂运动
收获
一、带电粒子在电场中的平衡问题
1、平衡状态：
①静止 ②匀速直线运动状态
带电粒子在电场中所受合力为零，即∑F＝0 2、平衡条件：