1、复习回顾复习回顾一、一、带电粒子的加速带电粒子的加速EqU+-q 基本思路：先判断是什么电场，分析物基本思路：先判断是什么电场，分析物 体受力情况及运动性质。体受力情况及运动性质。 1.在匀强电场中在匀强电场中 (1)牛顿第二定律与运动规律综合处理牛顿第二定律与运动规律综合处理; (2)应用能量（动能定理）的观点分析问题；应用能量（动能定理）的观点分析问题； 2.在非匀强电场中在非匀强电场中 应用能量应用能量(动能定理）分析问题动能定理）分析问题.2211022tWqUmVmV2211022tWEqdqUmVmV第九节第九节 带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动二、带电粒子的偏
2、转二、带电粒子的偏转 如图一带电粒子以垂直匀强电场的场强方向以初速度如图一带电粒子以垂直匀强电场的场强方向以初速度v0射射入电场，若不计粒子的重力，带电粒子将做什么运动？入电场，若不计粒子的重力，带电粒子将做什么运动？v v0 0-qmU+-dLF注意：此时粒子在电场中做类平抛运动注意：此时粒子在电场中做类平抛运动yx第九节第九节 带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动二、带电粒子的偏转二、带电粒子的偏转知识回顾知识回顾平抛运动平抛运动P(x,y)xyov0 t 时刻质点相对于抛出点的位移的大小时刻质点相对于抛出点的位移的大小S （2 2）平抛运动的速度公式）平抛运动的速度公式
3、Vx=VVx=V0 0 Vy=gt Vy=gtt时刻质点的速度时刻质点的速度Vt （1）平抛运动的位移公式）平抛运动的位移公式方法迁移方法迁移处理带电粒子的偏转问题处理带电粒子的偏转问题第九节第九节 带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动二、带电粒子的偏转二、带电粒子的偏转一电子水平射入如图所示的电场中，射入时的速度一电子水平射入如图所示的电场中，射入时的速度V0=3.0X107m/s.两极板的长度为两极板的长度为L=6.0cm，相距，相距d=2cm，极板间电压，极板间电压U=200V.求：（求：（1）电子射出电场所用时间？）电子射出电场所用时间？v v0 0-qmU+-dLFy
4、x解：解：（1）电子在水平方向做匀）电子在水平方向做匀 速运动，由速运动，由L=v0t 可可 求得电子在电场中的求得电子在电场中的 运动时间运动时间 t=L/v0，第九节第九节 带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动二、带电粒子的偏转二、带电粒子的偏转一电子水平射入如图所示的电场中，射入时的速度一电子水平射入如图所示的电场中，射入时的速度V0=3.0X107m/s.两极板的长度为两极板的长度为L=6.0cm，相距，相距d=2cm，极板间电压，极板间电压U=200V.求：（求：（1）电子射出电场所用时间？）电子射出电场所用时间？)(0vLt -qymU+ + + + + +- -
5、- - - -dLF（2）电子射出电场时沿垂直板面方向偏移的距离）电子射出电场时沿垂直板面方向偏移的距离y。解：（解：（2 2）电子在沿电场方向做匀）电子在沿电场方向做匀 加速运动，加速运动， 加速度加速度: :mduqmEqmFa偏移的距离：偏移的距离：udmvqLvLmduqaty202022)(2121第九节第九节 带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动二、带电粒子的偏转二、带电粒子的偏转一电子水平射入如图所示的电场中，射入时的速度一电子水平射入如图所示的电场中，射入时的速度V0=3.0X107m/s.两极板的长度为两极板的长度为L=6.0cm，相距，相距d=2cm，极板间
6、电压，极板间电压U=200V.求：（求：（1）电子射出电场所用时间？）电子射出电场所用时间？)(0vLt （2）电子射出电场时沿垂直板面方向偏移的距离）电子射出电场时沿垂直板面方向偏移的距离y。（3）电子离开电场时偏转的角度）电子离开电场时偏转的角度yv v0 0+ + + + + +- - - - - -VyVt解：电子离开电场时沿电场方向的分解：电子离开电场时沿电场方向的分 速度速度：0yeUlvatmd vV0离开电场时的偏转角度：离开电场时的偏转角度：200tanyveUlvmdv第九节第九节 带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动二、带电粒子的偏转二、带电粒子的偏转（1
7、）处理电偏转问题的基本思路）处理电偏转问题的基本思路: 运动的合成与分解运动的合成与分解（处理方法总结）（处理方法总结）运动分析运动分析垂直电场方向垂直电场方向:匀速直线运动匀速直线运动沿电场方向沿电场方向:匀变速直线运动匀变速直线运动ay=F/m=qE/m=qU/mdqEqUymmdVattt222111222qEqUmmdyattt Vx=V0 X =V0t（2）1、带电粒子：、带电粒子： （1）一般微观粒子（如电子、质子等），在电场）一般微观粒子（如电子、质子等），在电场 中运动时重力远小于电场力，所以一般不计中运动时重力远小于电场力，所以一般不计 重力。但质量不可忽略。重力。但质量不可
8、忽略。 （2）带电体（如液滴、尘埃、小球等），一般重）带电体（如液滴、尘埃、小球等），一般重 力不能忽略。力不能忽略。 一般情况下，带电粒子指微观粒子，但有时粒一般情况下，带电粒子指微观粒子，但有时粒 子的含义不明确，需根据题目所给条件加以分子的含义不明确，需根据题目所给条件加以分 析。如重力与电场力大小相近时，重力不可忽析。如重力与电场力大小相近时，重力不可忽 略；若电场力远大于重力，可忽略；也可根据略；若电场力远大于重力，可忽略；也可根据 物体的运动性质来判断。物体的运动性质来判断。注意：注意：第九节第九节 带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动（1）匀强电场：匀强电场：如在
9、带等量异种电荷的平行金属如在带等量异种电荷的平行金属 板之间的电场板之间的电场 （2）非匀强电场：非匀强电场：如单个的正电荷形成的电场、如单个的正电荷形成的电场、 单个的负电荷形成的电场、等量异种电荷形单个的负电荷形成的电场、等量异种电荷形 成的电场、等量同种电荷形成的电场、点电成的电场、等量同种电荷形成的电场、点电 荷与带电平板所形成的电场等。荷与带电平板所形成的电场等。2、电场：、电场： 3 、分析受力时要多一项电场力，讨论功能问题、分析受力时要多一项电场力，讨论功能问题 时要正确计算电场力做功及电势能的变化。时要正确计算电场力做功及电势能的变化。第九节第九节 带电粒子在匀强电场中的运动带
10、电粒子在匀强电场中的运动离子发生器发射出一束质量为离子发生器发射出一束质量为m m，电荷量为，电荷量为q q的负离子，从静的负离子，从静止止 经加速电压经加速电压U U1 1加速后，获得速度加速后，获得速度V V0 0 ，并沿垂直于电场线，并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压方向射入两平行板中央，受偏转电压U U2 2作用后，以速度离作用后，以速度离开电场，已知平行板长为，两板间距离为开电场，已知平行板长为，两板间距离为d d， 求：求：(1(1）离子在偏转电场中运动）离子在偏转电场中运动 的时间、加速度、离开的时间、加速度、离开 偏转电场时速度的大小偏转电场时速度的大小 （2 2
11、）离子在离开偏转电场时）离子在离开偏转电场时 的偏移量和偏转角的正的偏移量和偏转角的正 切值。切值。例题：例题： l- - - - - -u u1 1dv v0 0+ + + + + + U2第九节第九节 带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动 l- - - - - - -q qv v0 0F Fu u1 1v vy yv v0 0+ + + + + +求：（求：（1 1）离子在偏转电场中运动的时间、加速度、离开偏转电场）离子在偏转电场中运动的时间、加速度、离开偏转电场 时速度的大小。时速度的大小。解：解： 由动能定理得到由动能定理得到20121mvqu mquv102即：102
12、qumLvLt时间：mdqumFa2加速度：122:qumLmdquatvvy的大小速度12222212220u2mduqLu4qdyvvv l- - - - - - -q qyv v0 0F F u u1 1v vy y+ + + + + +v v0 0求：（求：（2 2）离子在离开偏转电场时的横向偏移量和偏转角的正切值。）离子在离开偏转电场时的横向偏移量和偏转角的正切值。偏移量偏移量解：解：12212224duL2quLmdqu2121umaty和带电粒子和带电粒子q、m无关，只无关，只取决于加速电场和偏转电场取决于加速电场和偏转电场偏转角的正切值：偏转角的正切值：2100L utan2d
13、uyvatvv和带电粒子和带电粒子q、m无关，只取决于加速电场和偏转电场无关，只取决于加速电场和偏转电场第九节第九节 带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动处理带电粒子在电场中运动的一般步骤是：处理带电粒子在电场中运动的一般步骤是： （1）分析带电粒子的受力情况，尤其要注意是否应该考）分析带电粒子的受力情况，尤其要注意是否应该考 虑重力，电场力是否恒定等。虑重力，电场力是否恒定等。（2）分析带电粒子的初始状态及条件，确定带电粒子作）分析带电粒子的初始状态及条件，确定带电粒子作 直线运动还是曲线运动。直线运动还是曲线运动。（3）建立正确的物理模型，确定解题方法是动力学，还）建立正确
14、的物理模型，确定解题方法是动力学，还 是能量守恒（或动能定理）。是能量守恒（或动能定理）。（4）利用物理规律或其他手段（如图线等）找出物理量）利用物理规律或其他手段（如图线等）找出物理量 间的关系，建立方程组。间的关系，建立方程组。三、带电粒子先加速后偏转在电子技三、带电粒子先加速后偏转在电子技术中的应用术中的应用示波管。示波管。 v构造构造- - -+ +- -+ + +- -xxyy电子枪电子枪偏转电极偏转电极荧荧光光屏屏第九节第九节 带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动v原理图原理图+-V0LPYY第九节第九节 带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动三、三、
15、带电粒子先加速后偏转在电子技术中带电粒子先加速后偏转在电子技术中 的应用的应用示波管。示波管。 第九节第九节 带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动 如图所示如图所示, ,水平放置的水平放置的A A、B B两平行金属板相距为两平行金属板相距为d,d,现有质量为现有质量为m,m,电量为电量为-q-q的小球的小球, ,从距从距A A板高板高h h处处自由下落自由下落, ,通过小孔通过小孔C C进入电场进入电场, ,但没能到达但没能到达B B板板, ,求求ABAB间电势差的最小值？间电势差的最小值？hdCBA例例1：解法一：（解法一：（动能定理法动能定理法） 在整个过程中，由动能定理得
16、：在整个过程中，由动能定理得： mg(h+d)-qU mg(h+d)-qUminmin=0=0 U Uminmin=mg(h+d)/q=mg(h+d)/q 如图所示如图所示, ,水平放置的水平放置的A A、B B两平行金属板相距为两平行金属板相距为d,d,现有质量为现有质量为m,m,电量为电量为-q-q的小球的小球, ,从距从距A A板高板高h h处处自由下落自由下落, ,通过小孔通过小孔C C进入电场进入电场, ,但没能到达但没能到达B B板板, ,求求ABAB间电势差的最小值？间电势差的最小值？例例1：hdCBA第九节第九节 带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动解法二：解法二： 牛顿定律和运动学规律牛顿定律和运动学规律 22minmin202()()()vghva dFqEmgqUagmmmdmg hdUVq联立得第九节第九节 带电粒子在匀强电场中的运动带电粒子在匀强电场中的运动例例2：答案：A
