帶電粒子在電場中加速與偏轉(zhuǎn)

關(guān)于帶電粒子在電場中加速與偏轉(zhuǎn)⑴．若帶電粒子在電場中所受合力為零時(shí)，即∑F＝0時(shí)，粒子將保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)。第2頁,共14頁，2024年2月25日，星期天例：帶電粒子在電場中處于靜止?fàn)顟B(tài)，該粒子帶正電還是負(fù)電?++++++++++-----------F電帶電體帶負(fù)電。mg第3頁,共14頁，2024年2月25日，星期天一.帶電粒子在電場中的加速

若不計(jì)粒子重力，則該粒子沿電場線做勻加速直線運(yùn)動。由動能定理得：由此可得：此粒子到達(dá)負(fù)極板時(shí)的速度為：第4頁,共14頁，2024年2月25日，星期天【思考】對比兩種解法，哪種方法更簡潔？第5頁,共14頁，2024年2月25日，星期天解:根據(jù)動能定理得:例一.熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子，其質(zhì)量為0.91×10-30kg。在金屬絲和金屬板間加以電壓U=2500V，發(fā)射出的電子在真空中加速后，從金屬板的小孔穿出。電子穿出時(shí)的速度有多大？設(shè)電子剛離開金屬絲時(shí)的速度為零。第6頁,共14頁，2024年2月25日，星期天

如圖所示的電場中有A、B兩點(diǎn)，A、B的電勢差UAB＝100V，一個(gè)質(zhì)量為m=2.0×10-12kg、電量為q=-5.0×10-8C的帶電粒子，以初速度v0=3.0×103m/s由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)，求粒子到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速率。（不計(jì)粒子重力）A-v0Bq為負(fù)強(qiáng)化練習(xí)第7頁,共14頁，2024年2月25日，星期天

在點(diǎn)電荷＋Q的電場中有A、B兩點(diǎn)，將質(zhì)子和α粒子分別從A點(diǎn)由靜止釋放，已知質(zhì)子和α粒子的電性相同，帶電量之比為1:2，質(zhì)量之比為1:4，則到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，它們的速度大小之比為多少？QAB解：質(zhì)子和α粒子從A到B運(yùn)動過程中，分別應(yīng)用動能定理得①②聯(lián)立①②兩式可解出它們到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小之比為··例二：第8頁,共14頁，2024年2月25日，星期天【練習(xí)】下列粒子從初速度為零的狀態(tài)經(jīng)過電壓為U的電場后，哪種粒子的速度最大？質(zhì)量數(shù)（質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的總和）質(zhì)子數(shù)√第9頁,共14頁，2024年2月25日，星期天2、下列粒子由靜止經(jīng)加速電壓為U的電場加速后，

哪種粒子動能最大（）哪種粒子速度最大（）A、質(zhì)子B、電子C、氘核D、氦核

例與練與電量成正比與比荷平方根成正比DB第10頁,共14頁，2024年2月25日，星期天二.帶電粒子在電場中的偏轉(zhuǎn)帶電粒子在電場中作類平拋運(yùn)動時(shí)間：加速度：電場方向的位移：電場方向的速度：出電場時(shí)的方向：第11頁,共14頁，2024年2月25日，星期天如圖所示，在真空中豎直放置一對金屬板x和x’,加電壓U1;水平放置一對金屬板Y和Y’，板間距離為d。加電壓U2，一電荷量為-q質(zhì)量為m的帶電粒子從x極板由靜止出發(fā)。試分析帶電粒子的運(yùn)動情況。(不計(jì)粒子的重力)++++++------+_U1U2-qm物理模型：先加速后偏轉(zhuǎn)Lv0v加速偏轉(zhuǎn)第12頁,共14頁，2024年2月25日，星期天VVxVy------V0++++++U

例四、如圖,設(shè)質(zhì)量為m,電量為q的帶電粒子以初速度V0沿垂直于電場的方向進(jìn)入長為L,間距為d,電勢差為U的平行金屬板間的勻強(qiáng)電場中,若不計(jì)粒子的重力.(1)粒子穿越電場的時(shí)間t粒子在垂直電場方向以V0做勻速直線運(yùn)動,L=V0t,(2)粒子離開電場時(shí)的速度V粒子沿電場方向做勻加速直線運(yùn)動,加速度粒子離開電場時(shí)平