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1、九.带电粒子在电场中的运动第一章 电场,一 带电粒子的分类,电场中的带电粒子一般可分为两类：,1、带电基本粒子：如电子，质子，粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比小得多，一般都不考虑重力。（但并不能忽略质量）,2、带电微粒：如带电小球、液滴、尘埃等。除有说明或暗示外,一般都考虑重力。,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,二 带电粒子的运动状态,1.平衡（F合=0）,静止,匀速直线运动,2.匀变速运动（F合0）,匀变速直线运动加速、减速,匀变速曲线运动偏转,带电粒子在匀强电场中运动状态：,二 带电粒子的运动状态,1、带电粒子的加速,如图所示，在真空中有一对平行金属板
2、，两板间加以电压U。两板间有一带正电荷q的带电粒子。它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负板时的速度有多大？(不考虑粒子的重力）,1、受力分析:,水平向右的电场力 FEq=qU/d,2、运动分析:,初速度为零，加速度为a=qU/md的向右匀加速直线运动。,二 带电粒子的运动状态,1、带电粒子的加速,如图所示，在真空中有一对平行金属板，两板间加以电压U。两板间有一带正电荷q的带电粒子。它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负板时的速度有多大？(不考虑粒子的重力）,解法一运用运动学知识求解,二 带电粒子的运动状态,1、带电粒子的加速,如图所示，在真空中有一对平
3、行金属板，两板间加以电压U。两板间有一带正电荷q的带电粒子。它在电场力的作用下，由静止开始从正极板向负极板运动，到达负板时的速度有多大？(不考虑粒子的重力）,解法二运用能量知识求解,二 带电粒子的运动状态,思考:,如两极板间不是匀强电场该用何种方法求解？为什么？,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！,若粒子的初速度为零,则:,若粒子的初速度不为零,则:,如图所示,从灯丝逸出的电子,其速度可以认为是零,那么电子通过A板小孔时的动能为 eV,通过B板小孔时的动能为 eV,打到C板时的动能为 eV。,二 带电粒子的运动状态,加速,匀速,减速,二 带电粒子的运动状态,
4、结论：由于电场力做功与场强是否匀强无关，与运动路径也无关，所以在处理电场对带电粒子的加速问题时，一般都是利用动能定理进行处理。,1、带电粒子的加速,二 带电粒子的运动状态,2、带电粒子的偏转,如图所示，在真空中水平放置一对金属板Y和Y，板间距离为d。在两板间加以电压U，一电荷量为q质量为m的带电粒子从极板中央以水平速度v0射入电场。试分析带电粒子在电场中的运动情况。(不计粒子的重力),1、受力分析：,粒子受到竖直向下的电场力FEq=qU/d,2、运动规律分析:,粒子作类平抛运动。,二 带电粒子的运动状态,2、带电粒子的偏转,v0,x方向：匀速直线运动,Y方向：初速度为零的匀加速直线运动,二 带
5、电粒子的运动状态,2、带电粒子的偏转,v0,离开电场时偏转量：,离开电场时的偏转角：,推论:粒子从偏转电场中射出时,其速度反向延长线与初速度方向交一点,此点平分沿初速度方向的位移,二 带电粒子的运动状态,解:电子进入偏转电场后,在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动.,加速度,所以偏移距离,所以偏移角度,二 带电粒子的运动状态,结论：带电粒子初速度垂直于电场方向飞入匀强电场的问题就是一个类平抛的问题,粒子在与电场垂直的方向上做匀速直线运动,粒子在与电场平行的方向上做初速为零的匀加速运动,2、带电粒子的偏转,二 带电粒子的运动状态,3、加速和偏转一体,如图所示，在真空中竖直放置一对金属板x和x,加电压U1;水平放置一对金属板Y和Y，板间距离为d。加电压U2，一电荷量为-q质量为m的带电粒子从x极板由静止出发。试分析带电粒子的运动情况。(不计粒子的重力),二 带电粒子的运动状态,3、加速和偏转一体,电荷经加速电场加速后进入偏转电场,通过加速电场的末速度为进入偏转电场的初速度,三 示波管,二 带电粒子的运动状态,二 带电粒子的运动状态,
