(人教版)高二物理选修3-1 带电粒子在电场中的运动 课件

类平抛运动
qUl v y at m v0 d
qU md
与粒子比荷q/m成正比 与粒子初速度v0平方成反比 与电场的属性U、l、d有关
qUl tan 2 v0 m v0 d
vy
推论⑴：带电粒子垂直进入偏转电场，离开电场时, 粒子好象是从入射线中点直接射出来的。 x
θ
qUl y 2 2m v0 d
2qU v m
v与电压平方
U
根成正比
若带电粒子在电场中所受合力不为零，当V0与合力 方向不在同一直线上时，粒子将做匀变速曲线运动。
V0
V0
若射入的是质子，那么质子的运动情况如何？
+ + + + + + + + +
d
q、 m +
v0
侧移
U F
y
+ θ - - - - - - - - - - -
v0
7、如图，电子在电势差为U1的加速电场中由静止 开始加速，然后垂直射入电势差为U2的偏转电场中。 整个装置处在真空中（重力可忽略）。在满足电子 能射出平行板区的条件下，下述四种情况中，一定 能使电子的偏转角θ变大的是 （ ） B A、U1变大、U2变大 B、U1变小、U2变大 C、U1变大、U2变小 D、U1变小、U2变小
4、质量为m、带电量为q的粒子以初速度v从中线
垂直进入偏转电场，刚好离开电场，它在离开电 qUl tan ，则下列说法中正确的是 场后偏转角正切为 0.5 2 偏转角正切与 m v d 0 （ ABD ） 电压成正比 A、如果偏转电场的电压为原来的一半，则粒子 离开电场后的偏转角正切为0.25 偏转角正切与 B、如果带电粒子的比荷为原来的一半，则粒子 偏转角正切与 比荷成正比 离开电场后的偏转角正切为 0.25 初动能成反比 C、如果带电粒子的初速度为原来的2倍，则粒子 离开电场后的偏转角正切为0.25 D、如果带电粒子的初动能为原来的2倍，则粒子 离开电场后的偏转角正切为0.25
电学模型
力学分析
带电粒子在电场中 势必受到电场力
物体的初速度和所 受的合外力决定了 物体的运动情况。
1.电子、质子、离子等微观带电粒子所受重 力一般远小于电场力，重力可以忽略（有说 明或暗示除外）。
注意：忽略粒子的重力并不是忽略粒子的质量.
2.带电微粒：如带电小球、液滴、油滴、尘 埃等。除非有说明或明确的暗示以外，一般 都考虑重力。 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
若带电粒子在电场中所受合力不为零，当V0与合力 方向在同一直线上时，粒子将做匀变速直线运动。
U U
-
q m d
+
+
q m d
-
1、电子枪射出电子（不计重力）， 请问电子在各个区域的运动情况？ 2、若要电子能通过电场，能电子枪发射的速度 至少要达到多大？
V0
电子枪
+ -
例与练
1、下列粒子由静止经加速电压为U的电场 加速后， 哪种粒子动能最大 （ ） 哪种粒子速度最大 （ ） A、质子 B、电子 C、氘核 D、氦核
偏转角
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
F qE qU a m m md
类平抛运动
l t v0
与粒子比荷q/m成正比 与粒子初速度v0平方成反比 与电场的属性U、l、d有关
1 2 qUl y at 2 2mv0 d 2
2
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
qE F a m m
l t v0
l
vy
v
偏转角
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
+ + + + + + + + +
d q、m
U
v0
- - - - - - - - - - -
l
二、带电粒子在匀强电场中的偏转
+ + + + + + + + +
d
q、 m +
v0Leabharlann Baidu
y
+ θ - - - - - - - - - - -
侧移
U F
v0 v
l
vy
1.平衡
静止
匀速直线运动 匀变速直线运动—加速、减速 匀变速曲线运动—偏转
（F合=0）
2.匀变速运动
（F合≠0）
例题一：如图，带电粒子在电场中处于静止 状态，该粒子带正电还是负电?
+ + + + + + +
-
-
-
-
-
-
-
F电 mg
-
F电 mg
+ + + + + + +
若粒子在电场中做匀速直线运动呢？
qUl t an 2 m v0 d 2 qUl 2 l 2m v0 d qUl 2 2 m v0 d
2
y x tan
推论⑵：速度偏向角θ和位移偏向角α的关系
tan 2 tan
x
α θ
y 2y tan L L 2 y tan L
例与练
3、如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电势
1 2 Ek mv qU 2
与电量成正比
v
2qU m
与比荷平方根 成正比
2、如图所示，M、N是在真空中竖直放置的两块平
行金属板，质量为m、电量为+q的带电粒子，以 极小的初速度由小孔进入电场，当M、N间电压为 U时，粒子到达N板的速度为v，如果要使这个带 电粒子到达N板的速度为2v ，则下述方法能满足 要求的是（ ） A、使M、N间电压增加为2U M d N B、使M、N间电压增加为4U C、使M、N间电压不变，距离减半 D、使M、N间电压不变，距离加倍 +
差为U，一个质量为m、电量为q的带电粒子， 以初速度v0 由A点运动到B点，求粒子到达B点时 的速率。（不计粒子重力）
WAB
1 1 2 2 mv mv 0 2 2
WAB qU AB
qU AB
q为负
1 1 2 2 mv mv 0 2 2
2qU AB 2 v v0 m
A v0 B -
U 2l eU 2l tan 2 m v0 d 2U1d
例与练
5、质子(质量为m、电量为e)和二价氦离子 (质量为4m、电量为2e)以相同的初动能垂 直射入同一偏转电场中，离开电场后，它 1:2 ，侧移之 们的偏转角正切之比为 比为 。 1:2
qUl tan 2 m v0 d
与电量成正比
qUl y 2 2m v0 d
与电量成正比
2
例与练
6、三个电子在同一地点沿同一直线垂直飞 入偏转电场，如图所示。则由此可判断 （ BCD ） A、 b和c同时飞离电场 B、在b飞离电场的瞬间，a刚好打在下极 板上 C、进入电场时，c速度最大，a速度最小 D、c的动能增量最小， a和b的动能增量一样大