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1、 带电粒子在粒子在电场中的运中的运动永州市第四中学 孙永华 课前准备知识o物体运动与受力间的关系o1.物体受恒力作用o(1)若初速度为零,则物体将沿此力的方向做_运动.o(2)若初速度不为零,当力的方向与初速度方向相同或相反,物体做_运动;当力的方向与初速度方向不在同一直线上时,物体做_运动.o2.物体受变力作用,物体将做_运动,具体情况可仿1中情况讨论.匀加速直线匀加速直线匀变速直线匀变速直线匀变速曲线匀变速曲线变加速直线或曲线变加速直线或曲线o主要应用的物理规律o1.牛顿运动定律o2.运动学的规律o3.运动的合成与分解o4.动能定理o5.动量定理+_U带电粒子的加速带电粒子的加速UE加速匀
2、速匀速_+_匀速匀速加速(+q,m)加速后粒子的速度怎样计算呢？由动能定理可得U当V0一定时，U越大，则V越大；U越小，V越小当U 一定时，V0越大，则V越大；V0越小，V越小对某一粒子（m.q一定）由牛顿定律得：若在匀强电场中知识点巩固o例1让原来静止的氢核,氘核,氚的混合物经同一电场加速后,它们具有 oA.相同的速度 B.相同的动能 oC.相同的动量 D.以上都不对 例2在例1中,加速后,速度最大的是_ B 氢核例3如图所示，在点电荷+Q的电场中有A、B两点，将质子和粒子分别从A点由静止释放，到达B点时它们速度大小之比为多少？解析：质子和粒子都是正离子，从A点释放将受电场力作用加速运动到B
3、点。设AB两点间的电势差为U，由动能定理有ABQ例4如图所示，带负电的质点静止在水平放置的平行板电容器两板间，距下板0.8cm,两板间的电势差为300v.如果两板间的电势差减小到60v,则该质点运动到极板上需要多少时间?0.8cm解析：设带电小球电量为q，则小球受重力和电场力的作用。当U1=300V时，小球平衡，故当U2=60V时，带电小球将向下板做匀加速直线运动，由牛顿定律得又h=1/2at2综合提高o如图所示,水平放置的A、B两平行金属板相距为d,现有质量为m,电量为-q的小球,从距A板高h处自由下落,通过小孔C进入电场,但没能到达B板,求AB间电势差的最小值.hdCBA综合提高o如图所示
4、如图所示,水平放置的水平放置的A、B两平行金属板相距为两平行金属板相距为d,现有质量为现有质量为m,电量为电量为-q的小球的小球,从距从距A板高板高h处处自由下落自由下落,通过小孔通过小孔C进入电场进入电场,但没能到达但没能到达B板板,求求AB间电势差的最小值间电势差的最小值.hdCBA解法一、牛顿定律和运动学规律解法二、解法二、运动学规律和动量定理法运动学规律和动量定理法小球自由落体时间由小球自由落体时间由可得可得进入电场后的匀减速运动的时间由进入电场后的匀减速运动的时间由o解法三、（动能定理法）解法三、（动能定理法）由由W=EK可列全过程的动能定理方可列全过程的动能定理方程程mg(h+d)
5、-qUmin=0,Umin=mg(h+d)/q带电粒子的偏转带电粒子的偏转v0 ld+-qvv0vyl/2F运动状态分析 匀变速曲线运动（类平抛运动）分析方法沿初速度方向匀速直线运动沿电场线方向初速度为零的匀加速直线运动1.加速度:2.飞行时间3.侧移距离4.偏角对粒子偏角的讨论1.若不同的粒子是从静止经过同一电场加速电压加速后进入偏转电场,由动能定理有偏角大小与粒子q,m无关,即都相同2.将粒子飞出电场时的速度反向延长,交原运动方向于O点,O点距电场边缘距离为x,则粒子从偏转电场中射出时粒子从偏转电场中射出时,好像好像从极板间从极板间l/2l/2处沿直线射出似的处沿直线射出似的求带电粒子离开
6、电场时速度的大小。求带电粒子离开电场时速度的大小。方法方法2:根据动能定理求解根据动能定理求解方法方法1:1:根据速度合成求解根据速度合成求解巩固提高巩固提高例例1.让一价氢离子、一价氦离让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物由静止开始子和二价氦离子的混合物由静止开始经过同一加速电场加速，然后在同一经过同一加速电场加速，然后在同一偏转电场里偏转，它们是否会分为三偏转电场里偏转，它们是否会分为三股？请说明理由。股？请说明理由。答案：不会分为三股。答案：不会分为三股。比较离子在偏转电场的侧移距离比较离子在偏转电场的侧移距离y如果如果 y不相同不相同如果如果 y 相同相同会分为三股会分为三股不
7、会分为三股不会分为三股比较离子是否以比较离子是否以相同偏角相同偏角 射出射出如果如果不相同不相同会分为三股会分为三股如果如果 相同相同不会分为三股不会分为三股 例例2.在光滑水平面上有一质量在光滑水平面上有一质量m=1.0 10-3kg，电量，电量q=1.0 10-10C的带正的带正电小球，静止在电小球，静止在O点点.以以O点为原点，在该点为原点，在该水平面内建立直角坐标系水平面内建立直角坐标系Oxy.现突然加一现突然加一沿沿x轴正方向、场强大小轴正方向、场强大小E=2.0 106 V/m的匀的匀强电场，使小球开始运动强电场，使小球开始运动.经过经过1.0s，所加，所加匀强电场突然变为沿匀强电
8、场突然变为沿y轴正方向，大小仍为轴正方向，大小仍为E=2.0 106 V/m.再经过再经过1.0s，所加电场又突，所加电场又突然变为另一个匀强电场，使小球在此电场然变为另一个匀强电场，使小球在此电场作用下经作用下经1.0s 速度变为零，求此电场的方速度变为零，求此电场的方向及速度变为零时小球的位置向及速度变为零时小球的位置.o分析：带电粒子在沿X方向的电场力作用下，沿X方向作匀加速直线运动；接着在Y方向的电场力的作用下，作类平抛运动；最后加上 一个适当的电场后，作减速运动1.0秒后速度为零.OYXo解解:第一秒小球运动加速度为第一秒小球运动加速度为 a=qE/m=0.2m/s2 a=qE/m=
9、0.2m/s2 1s 1s末小球的速度和位移分别为末小球的速度和位移分别为 vx=at=0.2m/s,vx=at=0.2m/s,o X1=1/2at2=0.1m.X1=1/2at2=0.1m.o在第在第2 2秒内秒内,小球在小球在X X方向作速度为方向作速度为vxvx的匀速运的匀速运动动,在在Y Y方向作初速度为零的匀加速直线运动方向作初速度为零的匀加速直线运动.沿沿X X方向移动的距离为方向移动的距离为 X2=VXt=0.2m X2=VXt=0.2m 沿方向移动的距离为沿方向移动的距离为 y=1/2at2=0.1my=1/2at2=0.1mo故在第故在第2 2秒末秒末,小球到达的位置坐标为小
10、球到达的位置坐标为oX2=x1+x2=0.30m y2=y=0.10mX2=x1+x2=0.30m y2=y=0.10m在第在第2 2秒末秒末,小球在小球在x x方向的分速度仍为方向的分速度仍为vx,vx,在在y y方向的的分速度为方向的的分速度为 vy=at=0.20m/s,vy=at=0.20m/s,故此时物体的合速度方向与故此时物体的合速度方向与x x轴成轴成450,450,要要使小球的速度变为零使小球的速度变为零,第第3 3秒内所加匀强电秒内所加匀强电场的方向必须与此方向相反场的方向必须与此方向相反,即指向第三即指向第三象限象限,与与x x轴成轴成22502250角角.o在第3秒内,设
11、在电场作用下小球加速度的x分量的y分量分别为ax,ay,则oax=vx/t=0.20m/s2oay=vy/t=0.20m/s2o在第3秒末小球到达的位置坐标为oX3=x2+vxt-1/2at2=0.40moY3=y2+vyt-1/2at2=0.20m再再见见9、静夜四无邻，荒居旧业贫。2022/12/252022/12/25Sunday,December 25,202210、雨中黄叶树，灯下白头人。2022/12/252022/12/252022/12/2512/25/2022 6:06:19 AM11、以我独沈久，愧君相见频。2022/12/252022/12/252022/12/25Dec
12、-2225-Dec-2212、故人江海别，几度隔山川。2022/12/252022/12/252022/12/25Sunday,December 25,202213、乍见翻疑梦，相悲各问年。2022/12/252022/12/252022/12/252022/12/2512/25/202214、他乡生白发，旧国见青山。25 十二月 20222022/12/252022/12/252022/12/2515、比不了得就不比，得不到的就不要。十二月 222022/12/252022/12/252022/12/2512/25/202216、行动出成果，工作出财富。2022/12/252022/12/2
13、525 December 202217、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。2022/12/252022/12/252022/12/252022/12/259、没有失败，只有暂时停止成功！。2022/12/252022/12/25Sunday,December 25,202210、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。2022/12/252022/12/252022/12/2512/25/2022 6:06:19 AM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。2022/12/252022/12/252022/12/25Dec-2225-Dec-
14、2212、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。2022/12/252022/12/252022/12/25Sunday,December 25,202213、不知香积寺，数里入云峰。2022/12/252022/12/252022/12/252022/12/2512/25/202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。25 十二月 20222022/12/252022/12/252022/12/2515、楚塞三湘接，荆门九派通。十二月 222022/12/252022/12/252022/12/2512/25/202216、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。202
15、2/12/252022/12/2525 December 202217、空山新雨后，天气晚来秋。2022/12/252022/12/252022/12/252022/12/259、杨柳散和风，青山澹吾虑。2022/12/252022/12/25Sunday,December 25,202210、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2022/12/252022/12/252022/12/2512/25/2022 6:06:19 AM11、越是没有本领的就越加自命不凡。2022/12/252022/12/252022/12/25Dec-2225-Dec-2212、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错
16、儿。2022/12/252022/12/252022/12/25Sunday,December 25,202213、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。2022/12/252022/12/252022/12/252022/12/2512/25/202214、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。25 十二月 20222022/12/252022/12/252022/12/2515、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。十二月 222022/12/252022/12/252022/12/2512/25/202216、业余生活要有意义，不要越轨。2022/12/252022/12/2525 December 202217、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。2022/12/252022/12/252022/12/252022/12/25MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blandit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis ut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉