吉林省吉林市高中物理第一章静电场1.9带电粒子在电场中的运动课件新人教选修3_1

与哪种运动 类似？
a F qE qU m m md
类平抛运动
l t
v0
y

1 2
at 2
qUl2 2mv02d
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
a F qE qU m m md
类平抛运动
tan

vy v0

qUl mv02d
U
m
例与练
1、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
Md N
B、使M、N间电压增加为4U
vy

at

qUl mv 0 d
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
练习4：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，它们的偏转角正切之比为 1：2 ， 侧移之比为 1：2 。
tan
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
+
v 2qU m
v与电压平方 根成正比
U
思考讨论：
A- v0 B
如果在非匀强电场中,前面的解法都适用吗？
由于电场力做功与场强是 否匀强无关，与运动路径也 无关，第二种方法仍适用！
例与练
2、如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电势
力学唱戏
一、带电粒子的加速 U
【情景】如图所示,在真空中一对平行
金属板，两板间加以电压U。两板间有 v0 0
一个质量为m电量为q的质子它在静电
v?
力的作用下由静止开始运动从正极板
向负极板运动。
d
(不计粒子的重力）
【问题】1.带电粒子在两极板间做什么运动？
2.如何求出到达另一极板的末速度v ？
１、动力学方法：
相距为d，极板间的电压为U。一电荷量为q质量为m的电
子，从两板中央以水平速度v0射入。
【问题】1.请你分析电子的运动？
2.求电子穿-出电场时的侧移量y与偏转角的tanθ.
Y
U
-
v0
d x 侧移量
Yθ
v0
v┴
v 偏转角
m, q
d
+
F
v0
l
画出电场线， 并进行受力分析
y
θ
v
U (偏转电压 )

qUl
mv
2 0
d
qUl2 y 2mv02d
与电量成正比
与电量成正比
课堂小结：
一、利用电场使带电粒子加速
从动力学和运动学角度分析 从做功和能量的角度分析
二、利用电场使带电粒子偏转
粒子在与电场垂直的方向上做
类平抛运动的分析方法
匀速直线运动
电学搭台
粒子在与电场平行的方向上做 初速度为零的匀加速直线运动
由牛顿第二定律：
a F m
qE m
qU md
由运动学公式：
只适用于
Ad
B
v2 0 2ad v 2ad v 2qU
m
匀强电场
2qU m
E +F v
U
2、动能定理：
由动能定理： W 1 mv2 0
2
又W qU
Ad B
qU 1 mv2 2
E v
+
v 2qU
差为U，一个质量为m、电量为q的带正电粒子，
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 2
mv
2

1 2
mv02
WAB qU AB
qU AB

1 2
mv
2

1 2
mv02
A- v0 B
v
2qU AB m

v0 2
三、带电粒子在匀强电场中
的偏转
【情景】如图，水平放置一对金属板Y和Y′,长度为L，