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1、第九节带电粒子在匀强电场中的运动一现在学习的是第1页，共13页一、带电粒子一、带电粒子1.1.基本粒子：基本粒子：如电子、质子、如电子、质子、粒子、离子等除题目中有粒子、离子等除题目中有说明或明确暗示以外，一般都说明或明确暗示以外，一般都不考虑不考虑它们的重力它们的重力（但不能忽略其质量）。（但不能忽略其质量）。2.2.带电颗粒：带电颗粒：如带电液滴、油滴、尘埃和小球等除题目中有说如带电液滴、油滴、尘埃和小球等除题目中有说明或明确暗示以外，一般都明或明确暗示以外，一般都不能忽略不能忽略它们的重力。它们的重力。现在学习的是第2页，共13页二、二、带电粒子在匀强电场中的带电粒子在匀强电场中的平衡问
2、题平衡问题：1.1.受力分析：受力分析：mgmgq qE E+-dmg=qEmg=qEE=U/dE=U/d此式为此式为密立根油滴实验密立根油滴实验测电荷量的理论测电荷量的理论2.2.运动状态运动状态匀速直线运动（匀速直线运动（v v0 000）静止（静止（v v0 0=0=0）现在学习的是第3页，共13页 例例1 1、如图所示，相距为、如图所示，相距为d d，水平放置的两平行金属，水平放置的两平行金属板板a a、b b，其电容为，其电容为C C，a a极板接地且中央有小孔，开始时极板接地且中央有小孔，开始时两板均不带电。现将带电量为两板均不带电。现将带电量为q q、质量为、质量为m的带电液滴，
3、的带电液滴，一滴一滴从小孔正上方一滴一滴从小孔正上方h h高处无初速度地滴下，竖直落高处无初速度地滴下，竖直落向向b b板，到达板，到达b b板后液滴的电荷全部传递给板后液滴的电荷全部传递给b b板，不计一板，不计一切阻力。问：切阻力。问：（1 1）第）第n n滴液滴在滴液滴在a a、b b间间做匀速直线运动，求做匀速直线运动，求n？（2 2）能够到达）能够到达b b板的液滴板的液滴不会超过多少滴？不会超过多少滴？abhd现在学习的是第4页，共13页三、带电粒子在匀强电场中的三、带电粒子在匀强电场中的匀加速直线匀加速直线运动运动1 1、运动状态分析：、运动状态分析：带电粒子沿电场线带电粒子沿电
4、场线平行平行的方向进入匀强电场，的方向进入匀强电场，受到的电场力与运动方向在同一直线上，带电粒子受到的电场力与运动方向在同一直线上，带电粒子将做将做匀变速直线匀变速直线运动。运动。现在学习的是第5页，共13页 例例2 2、如图、如图,在真空中有一对平行金属板在真空中有一对平行金属板,两板间加以电两板间加以电压压U,U,两板间有一个带正电荷两板间有一个带正电荷q q的粒子的粒子,它在电场力的它在电场力的作用下作用下,由静止开始从正极板向负极板运动由静止开始从正极板向负极板运动,求达负极板求达负极板时的速度时的速度?+q+-有几种方法呢？有几种方法呢？1 1、运动学和动力学方法、运动学和动力学方法
5、2 2、动能定理、动能定理现在学习的是第6页，共13页 1 1、运动学和动力学方法运动学和动力学方法 设板间距为设板间距为d,d,因电场力为恒力，因电场力为恒力，a=F/m=Uq/dma=F/m=Uq/dm v v2 22 2-v v1 12 2=2ad=2ad，可求出，可求出v v2 2=2 2、动能定理动能定理 qU=mqU=mv v2 22 2/2-m/2-mv v1 12 2/2/2，可求出，可求出v v2 2=若初速度若初速度v v0 0不等于不等于0 0，上式应怎样表述？，上式应怎样表述？若不是匀强电场，上式是否同样适用？为什么？若不是匀强电场，上式是否同样适用？为什么？现在学习的
6、是第7页，共13页 （教材例题）例（教材例题）例3 3、实验表明，炽热的金属丝可以发射、实验表明，炽热的金属丝可以发射电子，在炽热的金属丝和金属板间加上电压电子，在炽热的金属丝和金属板间加上电压U=2500VU=2500V，从，从炽热的金属丝发射出的电子在真空中被加速后，从金属炽热的金属丝发射出的电子在真空中被加速后，从金属板的小孔穿出，电子穿出后的速度有多大？板的小孔穿出，电子穿出后的速度有多大？-U +-U +金属丝金属丝 金属板金属板v现在学习的是第8页，共13页E （与（与 P P117 117 练练1 1）例）例4.4.如图所示，如图所示，M M、N N是真空中的两平行是真空中的两平
7、行金属板，质量为金属板，质量为m m、电荷量为、电荷量为q q的带电粒子，以初速度的带电粒子，以初速度v0v0由小孔进入电场，当由小孔进入电场，当M M、N N间的电压为间的电压为U U时，粒子恰好时，粒子恰好能到达能到达N N板。如果要使这个粒子到达板。如果要使这个粒子到达M M、N N板间距的板间距的1/21/2后返回，下列措施中能满足要求的是（不计带电粒子的后返回，下列措施中能满足要求的是（不计带电粒子的重力）（重力）（）A A、使初速度减为原来的、使初速度减为原来的1/21/2 B B、使、使M M、N N间电压加倍间电压加倍 C C、使、使M M、N N间电压提高到原来的间电压提高到
8、原来的4 4倍倍 D D、使初速度和、使初速度和M M、N N间电压都减为原间电压都减为原 来的来的1/21/2MNB D现在学习的是第9页，共13页（与（与 P P117117 例例1 1）例）例5.5.如图所示为一有界的匀强电场，场如图所示为一有界的匀强电场，场强方向为水平方向（虚线为电场线），一带负电的微粒以强方向为水平方向（虚线为电场线），一带负电的微粒以某一角度某一角度从电场的从电场的a a点斜向上方射入，沿直线运动到点斜向上方射入，沿直线运动到b b点，则可知（点，则可知（）A.A.电场中电场中a a点的电势低于点的电势低于b b的电势的电势B.B.微粒在微粒在a a点时的动能与电
9、势能之和与在点时的动能与电势能之和与在b b点时的动能点时的动能与电势能之和相等。与电势能之和相等。C.C.微粒在微粒在a a点时的动能小于在点时的动能小于在b b点时的动能，在点时的动能，在a a点时的点时的电势能大于在电势能大于在b b点时点时的电势能。的电势能。D.D.微粒在微粒在a a点时的动能大于点时的动能大于在在b b点时的动能，在点时的动能，在a a点时的点时的电势能小于在电势能小于在b b点时的电势能。点时的电势能。abD现在学习的是第10页，共13页（与与 P P117117 例例2 2）例例6 6、如图所示，有彼此平行的三块、如图所示，有彼此平行的三块金属板与电源相连，金属
10、板与电源相连，A A、B B相距为相距为d d1 1，电压为，电压为U U1 1，B B、C C间相距为间相距为d d2 2，电压为，电压为U U2 2，且，且U U1 1U U2 2，一个电子（电荷量为，一个电子（电荷量为q q，质量为，质量为m m）从紧靠）从紧靠A A板由静止释放，经电压板由静止释放，经电压U U1 1加速后沿加速后沿直线从直线从B B板中央小孔进入板中央小孔进入B B、C C极板间。求：极板间。求：（1 1）电子在）电子在B B、C C间前进的距离间前进的距离L L（2 2）电子往复运动的周期。）电子往复运动的周期。ABCe e现在学习的是第11页，共13页 作业作业复习教材相应部分的内容复习教材相应部分的内容现在学习的是第12页，共13页思考：思考：若带电粒子经过前面所将的匀强电场加速度后，若带电粒子经过前面所将的匀强电场加速度后，速度仍太小，还不能满足应用要求，该怎么办？速度仍太小，还不能满足应用要求，该怎么办？金属筒金属筒靶靶现在学习的是第13页，共13页