带电粒子在电场中的加速(课件)
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U m g(h d ) E d qd
mg qE mg
二、初速度不为零的加速运动 推导公式：如果运动的初速度为v0， 带电粒子加速之后的末速度？
1 2 1 2 qu mv mv0 2 2
2qu 2 v v0 mwk.baidu.com
8、如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电
势差UAB＝100V，一个质量为m=2×10-12kg、 电量为q=-5.0×10-8C的带电粒子，以初速度 v0 =3.0×103m/s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）
1 2 方法一： W mv 0 2 2qu 1 2 v qU mv m 2
方法二：
w qu
A d B E + U v
v 0 2ad
2
2qu v m
例1、如图所示，AB两板间距为d，带电 粒子从A板的中间进入两板间，初速度 为零，则粒子到达B板时的速度为v，在 板间的运动时间为t。如果将两板间的距 离增大为2d，其它条件不变，则粒子到 达 B板的速度为 V 。在板间运动的 时间为 2t 。 A B
2．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，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， 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
例3、如图，氢核（ 3 核（ 1 H ）分别由左孔由静止释放，后由右 孔射出，则： 1:1:1 ⑴ 射出时的动能之比为___________ ⑵ 射出时的速度之比为___________ 6: 3: 2
U
－
1 1
2 H ）、氘核（ 1 H）、氚
+
4．下列粒子从静止状态经过同一加速 电场加速后，速度最大的是 ( ) 1 2 A．质子( 1 H) B．氘核( 1 H) 4 C．α粒子( 2He) D．钠离子(Na+)
北京正负电子对撞机
北京正负电子对撞机（BEPC）是世界八大高能 加速器中心之一， 是我国第一台高能加速器， 也是高能物理研究的重大科技基础设施；由长 202米的直线加速器、输运线、周长240米的圆 型加速器（也称储存环）、高6米重500吨的 北京谱仪和围绕储存环的同步辐射实验装置等 几部分组成，外型像一只硕大的羽毛球拍。北京 正负电子对撞机是当时世界上唯一在τ轻子和粲 粒子产生阈附近研究τ-粲物理的大型正负电子 对撞实验装置，也是该能区迄今为止亮度最高 的对撞机
1 1 2 2 WAB mv mv 0 2 2 1 1 2 2 qU AB mv mv 0 2 2
A v0 B -
v 2 10 m / s
3
欧洲大型强子对撞机（LHC）是世界上最 大的粒子加速器，建于瑞士和法国边境地 区地下100米深处的环形隧道中，隧道全 长26.659公里。大型强子对撞机2003年开 始修建，2008年9月10日启动，将近80个 国家和地区的2000多名科学家参与这一研 究项目 粒子加速器是用人工方法产生高速带电粒 子的装置。是探索原子核和粒子的性质、 内部结构和相互作用的重要工具，在工农 业生产、医疗卫生、科学技术等方面也都有 重要而广泛的实际应用
一、回顾静电力做功的公式 二、动能定理 三、回顾运动学公式（初速度等于零）
一、带电粒子在电场中的加速（不考虑重力）
(1)带电粒子的加速度
F qE qU a m m md
(2)带电粒子的加速的时间
A d + U
B E F v
1 2 d at 2
2m td qu
(3)带电粒子的末速度
A
6、如图所示，A、B为平行金属板电容器，两
板间的距离为d，在A板的缺口的正上方距离 为h的P处，有一静止的、质量为m、带电量 为+q的液滴由静止开始自由落下，若要使液 滴恰好到达B板，两板间电压为多少？两板 间的电场强度为多少？
对全过程由动能定理：
mg(h d ) qU 0 U m g(h d ) / q
mg qE mg
二、初速度不为零的加速运动 推导公式：如果运动的初速度为v0， 带电粒子加速之后的末速度？
1 2 1 2 qu mv mv0 2 2
2qu 2 v v0 mwk.baidu.com
8、如图所示的电场中有A、B两点，A、B的电
势差UAB＝100V，一个质量为m=2×10-12kg、 电量为q=-5.0×10-8C的带电粒子，以初速度 v0 =3.0×103m/s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）
1 2 方法一： W mv 0 2 2qu 1 2 v qU mv m 2
方法二：
w qu
A d B E + U v
v 0 2ad
2
2qu v m
例1、如图所示，AB两板间距为d，带电 粒子从A板的中间进入两板间，初速度 为零，则粒子到达B板时的速度为v，在 板间的运动时间为t。如果将两板间的距 离增大为2d，其它条件不变，则粒子到 达 B板的速度为 V 。在板间运动的 时间为 2t 。 A B
2．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，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， 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
例3、如图，氢核（ 3 核（ 1 H ）分别由左孔由静止释放，后由右 孔射出，则： 1:1:1 ⑴ 射出时的动能之比为___________ ⑵ 射出时的速度之比为___________ 6: 3: 2
U
－
1 1
2 H ）、氘核（ 1 H）、氚
+
4．下列粒子从静止状态经过同一加速 电场加速后，速度最大的是 ( ) 1 2 A．质子( 1 H) B．氘核( 1 H) 4 C．α粒子( 2He) D．钠离子(Na+)
北京正负电子对撞机
北京正负电子对撞机（BEPC）是世界八大高能 加速器中心之一， 是我国第一台高能加速器， 也是高能物理研究的重大科技基础设施；由长 202米的直线加速器、输运线、周长240米的圆 型加速器（也称储存环）、高6米重500吨的 北京谱仪和围绕储存环的同步辐射实验装置等 几部分组成，外型像一只硕大的羽毛球拍。北京 正负电子对撞机是当时世界上唯一在τ轻子和粲 粒子产生阈附近研究τ-粲物理的大型正负电子 对撞实验装置，也是该能区迄今为止亮度最高 的对撞机
1 1 2 2 WAB mv mv 0 2 2 1 1 2 2 qU AB mv mv 0 2 2
A v0 B -
v 2 10 m / s
3
欧洲大型强子对撞机（LHC）是世界上最 大的粒子加速器，建于瑞士和法国边境地 区地下100米深处的环形隧道中，隧道全 长26.659公里。大型强子对撞机2003年开 始修建，2008年9月10日启动，将近80个 国家和地区的2000多名科学家参与这一研 究项目 粒子加速器是用人工方法产生高速带电粒 子的装置。是探索原子核和粒子的性质、 内部结构和相互作用的重要工具，在工农 业生产、医疗卫生、科学技术等方面也都有 重要而广泛的实际应用
一、回顾静电力做功的公式 二、动能定理 三、回顾运动学公式（初速度等于零）
一、带电粒子在电场中的加速（不考虑重力）
(1)带电粒子的加速度
F qE qU a m m md
(2)带电粒子的加速的时间
A d + U
B E F v
1 2 d at 2
2m td qu
(3)带电粒子的末速度
A
6、如图所示，A、B为平行金属板电容器，两
板间的距离为d，在A板的缺口的正上方距离 为h的P处，有一静止的、质量为m、带电量 为+q的液滴由静止开始自由落下，若要使液 滴恰好到达B板，两板间电压为多少？两板 间的电场强度为多少？
对全过程由动能定理：
mg(h d ) qU 0 U m g(h d ) / q