第十章第五节带电粒子在电场中的运动 知识点一带电粒子在电场中的加速 1带电粒子的分类及受力特点 粒子 微粒 示例 电子、质子、α粒子等。 液滴、油滴、尘埃、小球等。 特点 一般不考虑重力。 一般不能忽略重力。 受力分析 在匀强电场中带电粒子所受静电力为恒力(qE),在非匀强电场中带电粒子所受静电力为变力。是否考虑带电粒子的重力，需根据问题情境判断。 2两种处理思路 (1)力和运动的关系———牛顿第二定律 带电粒子受到静电力作用而加速，用牛顿第二定律求解加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度、位移等。 (2)功和能的关系———动能定理 静电力对带电粒子做功，引起带电粒子能量发生变化，当运动过程只涉及位移、速率时，可通过功能关系分析，运用动能定理或能量转化与守恒定律求解。 知识点二带电粒子在电场中的偏转 1带电粒子的偏转 运动情况 如图10-5-2所示，质量为m、带电荷量为q的粒子以速度v。沿垂直电场线的方向射入板长为1、板间距离为d、板间电压为U的两平行板中央，忽略粒子重力和电容器的边缘效应，则带电粒子在偏转电场中做类平抛运动。 处理方法 运动的合成与分解。 受力情况 只有电场力，F=qE。 初速度 V0≠0,v0的方向与F的方向垂直。 加速度 运动性质 沿极板方向：匀速直线运动，l=v0t。垂直极板方向：初速度为零的匀加速直线运动。 偏转距离 速度偏转角 满足 说明 ①以相同的初速度v。进入同一偏转电场的带电粒子，无论m、q是否相同，只要m/q相同，即比荷相同，则偏转距离y和速度偏转角θ都相同。 ②以相同的初动能Ek 进入同一偏转电场的带电粒子，无论m是否相同，只要q相同，则偏转距离y和速度偏转角θ都相同。 2两个重要推论 推论1 粒子从偏转电场中射出时，其速度的反向延长线与初速度方向的交点平分沿初速度方向的位移。 证明 如图10-5-2所示，有由上式可知，粒子从偏转电场中射出时，就好像是从极板间中线的中点沿直线射出似的。 推论2 不同的带电粒子(电性相同，初速度为零),经同一电场加速后，再进入同一偏转电场，则它们的运动轨迹必定重合。 证明 若带电粒子由静止先经加速电场(电压U加)加速，再进入偏转电场(电压U偏),射出偏转电场时偏转距离,又,故，,偏转角θ满足,可见偏转距离y、偏转角θ只与U加、U偏有关，运动轨迹必定重合。 例题：某种金属板M受到一束紫外线照射时会不停地发射电子，射出的电子具有不同的速度方向，速度大小也不相同。平行M放置一个金属网N，在M、N间连一电流表，如图（a）所示，将在电流表中检测到电流；如果在M、N之间加电压U，如图（b）所示，调节电压U的大小，观察电流表中的电流大小。下列说法正确的是（ ） A．图（a）中流过电流表的电流方向为从a到b B．图（b）中当U增大时，电流表的读数也增大 C．图（b）中当U增大到某一值时电流表的读数可能为零 D．所有电子从M板到金属网N均做匀减速直线运动 解：A.由题意可知，光打到M板上，电子从M到N，在电流表内从a到b；由电流方向为正电荷定向移动的方向，可知电流方向为从b到a,故A错误； D.由图的电压可知，电场方向为水平方向，从左向右，电子受静电力方向为水平向左； 电子速度方向从M板到N板，具体方向未知，但一定是向右侧的，故光电子的速度方向与电场力方向的夹角为钝角，（当电子的速度方向沿金属板M板面方向时，静电力方向与电子速度方向间的夹角为直角，该方向射出的电子是不会在两板间运动），故电子在两板间做减速运动； 匀减速直线运动的条件：合力与速度方向相反，故初始速度方向为水平向右的电子，做匀减速运动；初始速度方向斜向右上方或右下方的电子，都不做匀减速直线运动，故D错误； B.由D选项分析可知，电子在运动过程中会减速，U增大，到达N极板电子速度越小； 若电压足够大，则电子不 ... ...
~~ 已预览到文档结尾了 ~~
