第八節(jié) 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng),第一章 靜電場,3、某些帶電體是否考慮重力，要根據(jù)題目暗示或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來判定,電場中的帶電粒子一般可分為兩類：,1、帶電的基本粒子：如電子，質(zhì)子，粒子，正負(fù)離子等。這些粒子所受重力和電場力相比小得多，除非有說明或明確的暗示以外，一般都不考慮重力。（但并不能忽略質(zhì)量）。,2、帶電微粒：如帶電小球、液滴、塵埃等。除非有說明或明確的暗示以外，一般都考慮重力。,+qm,V=?,一、帶電粒子的加速,方法1：運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)方法求解，設(shè)板間距為d,因電場力為恒力，所以有,方法2：運(yùn)用能量觀點(diǎn)求解,例題1：實(shí)驗(yàn)表明，熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子。在熾熱金屬絲和金屬板間加以電壓U=2500V，從熾熱金屬絲發(fā)射出的電子在真空中被加速后，從金屬板的小孔穿出。電子射出后的速度有多大？設(shè)電子剛從金屬絲射出時(shí)的速度為零。,- U +,金屬絲 金屬板,V,E,電子的質(zhì)量為0.91×10-30 kg，電子的電荷量e=1.6×10-19 C,解：金屬絲和金屬板間的電場雖然不是勻強(qiáng)電場，但仍可用 可得 代入數(shù)據(jù)得：v=3.0×107 m/s,1：非勻強(qiáng)電場中, 如何計(jì)算？,電場力做功，只于始末位置電勢差有關(guān),2：若帶正電粒子以V0負(fù)板向正板運(yùn)動(dòng)，分析,粒子運(yùn)動(dòng)情況,明確粒子V，a的變化情況,思 考：,3.若粒子以初速度V0沿垂直場強(qiáng)方向進(jìn)入電場， 離子的運(yùn)動(dòng)情況如何？,例題2：如圖所示一電子以初速V0=3.0X107m/s沿垂直電場方向射入的電場，兩極板的長度為L=6.0cm，相距d=2cm，極板間電壓U=200V.求1）電子射出電場所用時(shí)間？ 2）電子射出電場時(shí)沿垂直板面方向偏移的距離y 3）電子離開電場時(shí)偏轉(zhuǎn)的角度。,v0,-q,m,U,L,y,3）電子離開電場時(shí)沿電場方向的分速度為Vy， 離開電場時(shí)的偏轉(zhuǎn)角度為 角度為6.8度,Vy,V0,Vt,電子槍,熒光屏,如果在偏轉(zhuǎn)電極XX、YY上不加電壓，電子如何運(yùn)動(dòng)？如果在偏轉(zhuǎn)電極XX上不加電壓，偏轉(zhuǎn)電極YY上加電壓電子又如何運(yùn)動(dòng)？,三、示波管原理,課堂小結(jié)：,一、利用電場使帶電粒子加速,二、利用電場使帶電粒子偏轉(zhuǎn),從動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)角度分析,從做功和能量的角度分析,類似平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法,粒子在與電場垂直的方向上做 勻速直線運(yùn)動(dòng),粒子在與電場平行的方向上做 初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),練習(xí)1.如圖所示，在P板附近有一電子由靜止開始向Q板運(yùn)動(dòng)，則關(guān)于電子在兩板間的運(yùn)動(dòng)情況，下列敘述正確的是：( ),A.兩板間距越大，加速的時(shí)間越長 B.兩板間距離越小，加速度就越大，則電子到達(dá)Q板時(shí)的速度就越大 C.電子到達(dá)Q板時(shí)的速度與板間距離無關(guān)，僅與加速電壓有關(guān) D.電子的加速度和末速度都與板間距離無關(guān),AC,練習(xí)2.一個(gè)初速度為零的電子，在場強(qiáng)為4.0×103 V/m的勻強(qiáng)電場中被加速，求經(jīng)過2.0×10-8 s后，電子的速度和動(dòng)能。(電子質(zhì)量為0.91×10-30kg),解：電子在勻強(qiáng)電場中的加速度: a=F/m = eE/m 速度:v=at= eEt/m = 1.4×107 m/s 動(dòng)能Ek= =8.9×10-17 J,練習(xí)3.兩塊平行的金屬板A、B之間的電壓是80V，一個(gè)電子以6.0×106 m/s的速度從小孔C垂直A板進(jìn)入電場，該電子能打在B板上嗎？如果能打在B板上，它到達(dá)B板時(shí)的速度有多大？如果電源電壓變?yōu)?20V，情況又會(huì)怎樣？,解: 電子射入電場時(shí)具有的初動(dòng)能: Ek= = 1.6×10-17 J 電子從A板到達(dá)B板需克服電場力做功: W=qU= 1.3×10-17J Ek W,可見電子能打在B板， 到達(dá)B板時(shí)的速度為v= 如果電源電壓變?yōu)?20V，則電子從A板到達(dá)B板需克服電場力做功： W=qU= 1.9 ×10-17 J， 這時(shí)EkW,電子不能打在B板。,