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1、8第十章静电场中的能量第十章静电场中的能量5.1带电粒子在电场中的运动(一)1能从力和能量的角度分析带电粒子在电场中的加速问题。重难点重点2能运用类平抛运动的分析方法研究带电粒子在电场中的偏转问题。电子在加速器中是受到什么力的作用而加速的呢？带电粒子在电场中的加速只受静电力一个力的作用，电子向右做匀加速直线运动U+-炽热的金属丝可以发射电子.在金属丝和金属板间加电压U，发射出的电子在真空中加速后，从金属板的小孔穿出.设电子刚离开金属丝时的速度为零，电子质量为m、电荷量大小为e，电子重力不计。.(如图)(1)电子加速时受到几个力的作用？电子做什么运动？方法一：运动学方法二：动能定理复杂，且只适用
2、于匀强电场简单，适用于任何电场U+-(2)求电子到达正极板时的速度大小。(用不同的方法求解)1.若两极板间不是匀强电场该用何种方法求解？为什么？如果是非匀强电场，电子将做变加速运动，动力学方法不可行；静电力做功仍然可以用WqU求解，动能定理仍然可行.2.分析带电粒子在电场中的运动，哪些情况需要考虑重力？哪些情况不需要考虑重力？(1)带电的基本粒子：如电子，质子，粒子，正负离子等.这些粒子所受重力和静电力相比小得多，除非有说明或明确的暗示以外，一般都不考虑重力.(但并不能忽略质量).(2)带电体：如带电小球、液滴、尘埃等.除非有说明或明确的暗示以外，一般都考虑重力.1.如图所示，P和Q为两平行金
3、属板，板间有恒定的电压，在P板附近有一电子(不计重力)由静止开始向Q板运动，下列说法正确的是A.电子到达Q板时的速率与板间电压无关，仅与两板间距离有关B.电子到达Q板时的速率与两板间距离无关，仅与板间电压有关C.两板间距离越小，电子的加速度就越小D.两板间距离越大，加速时间越短极板间的电压U不变，由E 可知，两板间距离d越大，电场强度E越小，静电力FEe越小，加速度越小，加速时间越长，2.如图所示，M、N是真空中的两块相距为d的平行金属板。质量为m、电荷量大小为q的带电粒子，以初速度v0由小孔进入电场，当M、N间电压为U时，粒子恰好能到达N板。如果要使这个带电粒子到达距N板 后返回，下列措施中
4、能满足要求的是(不计带电粒子的重力)A.使初速度减为原来的B.使M、N间电压提高到原来的2倍C.使M、N间电压提高到原来的3倍D.使初速度和M、N间电压都减为原来的带电粒子在电场中的偏转如图，两个相同极板的长度为l，相距d，极板间的电压为U.一个质量为m、电荷量为e的电子沿平行于板面的方向射入电场中，射入时的速度为v0.把两极板间的电场看作匀强电场.(1)电子在电场中做什么运动？+0平行于极板方向：垂直于极板方向：类平抛运动匀速直线运动初速度为零的匀加速直线运动(2)设电子不与平行板相撞，完成下列内容(均用题中所给字母表示)。电子通过电场的时间t 静电力方向：加速度a离开电场时垂直于极板方向的
5、分速度vy速度与初速度方向夹角的正切值tan 离开电场时沿静电力方向的偏移量y+012 23.如图所示，两金属板与电源相连接，电压为U，电子从上极板边缘垂直电场方向，以速度v0射入匀强电场，且恰好从下极板边缘飞出，两板之间距离为d。现在保持电子入射速度和入射位置(紧靠上极板边缘)不变，仍要让其从下极板边缘飞出，则下列操作可行的是A.电压调至2U，板间距离变为2d4.如图所示，带电荷量之比为qAqB13的带电粒子A、B，先后以相同的速度从同一点水平射入平行板电容器中，不计重力，带电粒子偏转后打在同一极板上，水平飞行距离之比为xAxB21，则带电粒子的质量之比mAmB以及在电场中飞行的时间之比tA
6、tB分别为A.11,23 B.21,32C.11,34 D.43,21粒子在水平方向上做匀速直线运动，则xv0t，由于初速度相同，且xAxB21，所以tAtB21，5.(多选)如图所示，一电荷量为q的带电粒子以一定的初速度v0由P点射入匀强电场，入射方向与电场线垂直。粒子从Q点射出电场时其速度方向与电场线方向成30角。已知匀强电场的宽度为d，P、Q两点的电势差为U，不计粒子重力，设P点的电势为零。下列说法正确的是A.带电粒子在Q点的电势能为qUB.带电粒子带负电由题图可知，粒子所受的静电力方向向上，与电场方向相同，所以该粒子带正电，粒子从P到Q，静电力做正功，WqU，则粒子的电势能减少了qU，P点的电势为零，则带电粒子在Q点的电势能为qU，A正确，B错误；设粒子在竖直方向上的位移为y0，粒子在电场中的运动时间为t，则竖直方向有y0 v0t，水平方向有dv0t，