電場-帶電粒子在電場中的運(yùn)動

電場--帶電粒子在電場中的運(yùn)動第1頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月問題1.如圖所示,熾熱的金屬絲發(fā)射電子,在金屬絲和金屬板之間加以電壓U=300V.已知電子質(zhì)量m=0.91×10-30kg,電荷量e=-1.60

10-19C,設(shè)電子剛從金屬絲射出時的速度為零.寫出電子被加速后從金屬板小孔中射出時的速度表達(dá)式.數(shù)值為多大?第2頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月問題2.

A、B、C、D四塊金屬板平行放置，相鄰兩板距離為d，所加電源電壓如圖所示.將電子從A板靜止釋放，則1.電子過B板時的動能為多少eV？2.電子過C板時的動能為多少eV？3.電子能否到達(dá)D板？它能到達(dá)距C板的最遠(yuǎn)距離是多大?(1)15eV(2)15eV(3)不能,d/2第3頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)1.

一對帶等量異種電荷的平行金屬板水平放置，兩板距離為d。在距上板高h(yuǎn)處,有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電質(zhì)點(diǎn)從靜止釋放。1.為使帶電質(zhì)點(diǎn)落到下板時的速度恰好為零,兩板間的電壓為多少?哪板電勢高?2.帶電質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動到兩板正中間時,速度為多大?第4頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)1.

一對帶等量異種電荷的平行金屬板水平放置，兩板距離為d。在距上板高h(yuǎn)處,有一質(zhì)量為m、電荷量為+q的帶電質(zhì)點(diǎn)從靜止釋放，質(zhì)點(diǎn)落到下板時的速度恰好為零。3.將A板上移或下移少許，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況如何？4.將B板上移或下移少許，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況如何？第5頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)2.初速度v0=2.2

105m/s的

粒子逆著電場線的方向射入勻強(qiáng)電場中，觀察到射入電場的深度為d=0.2m.已知

粒子的質(zhì)量m=6.7

10-27kg，所帶電荷量q=3.2

10-19C.求：1.勻強(qiáng)電場的場強(qiáng)2.

粒子在電場區(qū)域中的運(yùn)動時間(1)2.5×103V/m(2)3.6

10-6s

第6頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)3.空間有一區(qū)域，存在水平方向的勻強(qiáng)電場，場強(qiáng)為E，一帶電微粒質(zhì)量m，以與水平方向成

角斜向上的速度v射入該勻強(qiáng)電場區(qū)域，并做直線運(yùn)動.求：1.微粒的電性和電量。2.微粒在電場中運(yùn)動的最大位移。3.在電場中運(yùn)動時間。4.電荷電勢能的變化量的最大值。q=mg/Etan,x=v2sin/2gt=2vsin

/g

增加了mgv2cos2

/2g第7頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)4.一對平行金屬板，加上如圖所示的電壓，在t=0時刻，B板電勢比A板高．一個帶正電的粒子恰好從B板上的小孔進(jìn)入兩板間的電場區(qū)內(nèi)，它在電場力的作用下開始運(yùn)動，設(shè)粒子的初速度和重力的影響均可忽略.兩板間的距離足夠大，（1）如果粒子是在t=0時刻進(jìn)入的，它將怎樣運(yùn)動？v-t圖線如何？ABut0T2TU0-U0第8頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)4.一對平行金屬板，加上如圖所示的電壓，在t=0時刻，B板電勢比A板高．一個帶正電的粒子恰好從B板上的小孔進(jìn)入兩板間的電場區(qū)內(nèi)，它在電場力的作用下開始運(yùn)動，設(shè)粒子的初速度和重力的影響均可忽略.兩板間的距離為d.（2）如果粒子是在t=0時刻進(jìn)入的.想使粒子到達(dá)A板時具有最大動能，交變電壓的周期應(yīng)為多大？ABut0T2TU0-U0第9頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)4.一對平行金屬板，加上如圖所示的電壓，在t=0時刻，B板電勢比A板高．一個帶正電的粒子恰好從B板上的小孔進(jìn)入兩板間的電場區(qū)內(nèi)，它在電場力的作用下開始運(yùn)動，設(shè)粒子的初速度和重力的影響均可忽略.兩板間的距離足夠大，（3）如果粒子是在t=T/4時刻進(jìn)入的，它將怎樣運(yùn)動？ABut0T2TU0-U0第10頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)4.一對平行金屬板，加上如圖所示的電壓，在t=0時刻，B板電勢比A板高．一個帶正電的粒子恰好從B板上的小孔進(jìn)入兩板間的電場區(qū)內(nèi)，它在電場力的作用下開始運(yùn)動，設(shè)粒子的初速度和重力的影響均可忽略.兩板間的距離足夠大，（4）如果粒子是在t=T/8時刻進(jìn)入的，它將怎樣運(yùn)動？ABut0T2TU0-U0第11頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)4.一對平行金屬板，加上如圖所示的電壓，在t=0時刻，B板電勢比A板高．一個帶正電的粒子恰好從B板上的小孔進(jìn)入兩板間的電場區(qū)內(nèi)，它在電場力的作用下開始運(yùn)動，設(shè)粒子的初速度和重力的影響均可忽略.（5）如果粒子是在t=T/8時刻進(jìn)入的，已知兩板間的距離為30cm，粒子在一個周期內(nèi)向前運(yùn)動8cm，經(jīng)過多長時間粒子從A板射出？ABut0T2TU0-U0第12頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)4.

（89全國）一個質(zhì)量為m、帶有電荷-q的小物體，可在水平軌道Ox上運(yùn)動，O端有一與軌道垂直的固定墻.軌道處于勻強(qiáng)電場中，場強(qiáng)大小為E，方向沿Ox軸正向，如圖所示.小物體以初速v0從x0點(diǎn)沿Ox軌道運(yùn)動，運(yùn)動時受到大小不變的摩擦力f作用，且f<qE.設(shè)小物體與墻碰撞時不損失機(jī)械能，且電荷量保持不變，求它在停止運(yùn)動前所通過的總路程s.x0xm-qEO第13頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月問題1.1.一帶電粒子在如圖所示的電場中，只在電場力作用下沿虛線所示軌跡從A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，則可以判定（）

A.粒子一定帶正電

B.粒子的加速度一定減小

C.電勢能一定減小

D.粒子動能一定減小AB帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)第14頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月問題1.

2.（98上海）圖中實(shí)線是一簇未標(biāo)明方向的由點(diǎn)電荷產(chǎn)生的電場線，虛線是某一帶電粒子通過該電場區(qū)域時的運(yùn)動軌跡，a、b是軌跡上的兩點(diǎn).若帶電粒子在運(yùn)動中只受電場力作用，根據(jù)此圖可作出正確判斷的是（）

A．帶電粒子所帶電荷的電性

B．帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的受力方向

C．帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的速度何處較大

D．帶電粒子在a、b兩點(diǎn)的電勢能何處較大ab第15頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月問題2.1.在真空中一對金屬板,兩極板的長度為l,兩板間的距離為d,極板間的電壓為U.質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子從兩板之間平行極板射入,射入時的速度為v0,不計粒子的重力．

(1)帶電粒子做什么運(yùn)動?加速度為多大?(2)求帶電粒子射出電場時側(cè)向偏移距離y和偏轉(zhuǎn)角

.第16頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月問題2.1.在真空中一對金屬板,兩極板的長度為l,兩板間的距離為d,極板間的電壓為U.質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子從兩板之間平行極板射入,射入時的速度為v0,不計粒子的重力.(3)證明：帶電粒子離開電場時的速度反向延長線過l/2處.

x第17頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月問題2.1.在真空中一對金屬板,兩極板的長度為l,兩板間的距離為d,極板間的電壓為U.質(zhì)量為m,電荷量為q的帶電粒子從兩板之間平行極板射入,射入時的速度為v0,不計粒子的重力.(4)在平行板的右側(cè)有一熒光屏，極板邊緣到熒光屏的距離為L.求帶電粒子打在熒光屏上的側(cè)向偏移Y

x第18頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月問題2.2.真空室中電極K發(fā)出的電子(初速不計),經(jīng)過U0=1000V的加速電場后,由小孔S沿兩水平金屬板A、B間的中心線射入.板長l=0.20m,相距d=0.020m,加在A、B兩板間電壓u隨時間t變化圖線如圖2所示.設(shè)A、B間的電場可看作是均勻的,且兩板外無電場.光屏與極板右端距離b=0.15m.求電子打在熒光屏上的最大偏移量.

【2.5cm

】為什么每個電子在偏轉(zhuǎn)電場中運(yùn)動過程中兩板間電壓可視為恒定？第19頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月問題2.3.如圖所示是科研實(shí)驗(yàn)中用來使帶正電粒子加速和偏轉(zhuǎn)的裝置，如果讓氫和氦進(jìn)入并電離，將得到一價氫離子、一價氦離子和二價氦離子的混合物，它們經(jīng)過同一電場加速后在同一電場中偏轉(zhuǎn).問它們是否會分為三股，從而到達(dá)熒光屏上后產(chǎn)生三個亮點(diǎn)?回答中要說明理由。第20頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

練習(xí)1.一束一價正離子流垂直射入勻強(qiáng)電場區(qū)域，已知它們離開勻強(qiáng)電場時的偏轉(zhuǎn)角相同，可以判定它們進(jìn)入電場時

A.一定具有相同的動能

B.一定具有相同的動量

C.一定具有相同的質(zhì)量

D.一定具有相同的速度【A】第21頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)2.圖為示波管示意圖，示波管的靈敏度為電子離開偏轉(zhuǎn)極時的側(cè)向偏移y跟偏轉(zhuǎn)極所加的電壓U2之比（y/U2）.為了提高示波管的靈敏度，可采取的措施是A.增大偏轉(zhuǎn)極電壓U2B.使偏轉(zhuǎn)極的極板長度l變短C.使偏轉(zhuǎn)極的極板間距離d變小D.增大加速極電壓U1【C】第22頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月

練習(xí)3.一束質(zhì)量為m、電荷量為q的帶電粒子以平行于兩極板的速度v0進(jìn)入勻強(qiáng)電場.如果兩極板間電壓為U，兩極板間的距離為d，板長為L，設(shè)粒子束不會擊中極板.求粒子從進(jìn)入電場到飛出極板時

1.動量的變化量.2.動能的變化量第23頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月討論:1.如果在XX'之間不加電壓,在YY'之間加按正弦規(guī)律變化電壓,屏上看到什么圖形?2.如果在XX'之間加線性變化電壓,在YY'之間加按正弦規(guī)律變化電壓,屏上看到什么圖形?示波管的工作原理第24頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月綜合運(yùn)用第25頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月一.運(yùn)動和力的關(guān)系.二.功和能的關(guān)系.三.能量守恒和動量守恒.1.牛頓第二定律:F合=ma2.靜電力做功跟電勢能變化的關(guān)系:WAB=EpA-EpB=qUAB=q(

A-

B)3.動能定理:W總=Ek2-Ek1=mv22/2-mv12/2重要的物理規(guī)律第26頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)1.若氫原子的核外電子繞核作半徑為r的勻速圓周運(yùn)動,已知電子的質(zhì)量為m,電量為e,靜電力恒量為k.求:1.電子運(yùn)動的動能.2.電子繞核的運(yùn)動的周期.第27頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)2.如圖所示,光滑絕緣細(xì)桿豎直放置,它與以正點(diǎn)電荷Q為圓心的某一圓周交于B、C兩點(diǎn),質(zhì)量為m,帶電量為-q的有孔小球從桿上A點(diǎn)無初速下滑,已知AB=h,小球滑到B點(diǎn)時速度大小為,求1.A、C兩點(diǎn)電勢差.2.小球滑到C點(diǎn)時速度的大小.ABCQ第28頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)3.在與x軸平行的勻強(qiáng)電場中，一電荷量為1.0

10-8C、質(zhì)量為2.5

10-3kg的物體在光滑水平面上沿著x軸做直線運(yùn)動，其位移與時間的關(guān)系是x=0.16t－0.02t2，式中x以米為單位，t以秒為單位．求從開始運(yùn)動到5s末1.物體所經(jīng)過的路程.2.克服電場力所做的功.(1)0.34m(2)3

10-5J

第29頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)4.A、B兩帶電小球，A固定不動，質(zhì)量為2m，電荷量為2q，B的質(zhì)量為m，電荷量為q.在庫侖作用下，B由靜止開始在水面上運(yùn)動.開始時A、B間的距離為d，B的加速度為a，經(jīng)過一段時間后，B的加速度為a/4，B的速度為v.1.求此時A、B間距離為多少？2.在此過程中電荷電勢能的減少量為多大？3.如果A不固定，當(dāng)B的速度為v時，A、B兩個電荷的電勢能減少量又為多大？第30頁，課件共34頁，創(chuàng)作于2023年2月練習(xí)5.空間存在著水平向右的勻強(qiáng)電場,場強(qiáng)為E,一帶電小球的質(zhì)量為