《带电粒子在电场中的运动》.ppt

带电粒子
在电场中的运动
3、某些带电体是否考虑重力，要根据题目暗示或运动状态来判定
电场中的带电粒子一般可分为两类：
1、带电的基本粒子：如电子，质子，α粒子，正负离子等。这些粒子所受重力和电场力相比在小得多，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、带电微粒：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。
带电粒子在匀强电场中
运动情况：
受到恒定的电场力
受力情况：
做匀变速运动
一. 带电粒子在电场中的加速
E1
用牛顿运动定律分析
用动能定理分析
（加速电压）
得
2qU
m
v =
粒子加速后的速度只与加速电压有关
此式也适用于不是匀强电场的情况
带电粒子在电场中的加速
例题1：右图所示，两平行金属板间加一电压U，有一带正电荷q、质量为m的带电粒子在电场力的作用下以初速v0开始从正极板向负极板运动。则（1）带电粒子在电场中作什么运动？（2）粒子穿出负极板时的速度多大？（3）粒子穿出负极板后做什么运动？
一般用“动能定理”求解
分析：对于粒子来说，一般有mg<＜F，故可忽略。
(1)带电粒子在电场中以加速度a=F/m=qU/md做匀加
速直线运动。
(2)由v2-vo2=2ad 解得：
或：由动能定理qU=mv2/2-mv02/2解得：
← U1→
+
+
v0
v
二. 带电粒子在电场中的偏转
试根据类平抛运动的知识，推导偏移量 y和偏转角θ
偏转角θ的计算
（1）什么叫偏转角
（2）怎样计算偏转角θ？
例：离子发生器发射出一束质量为m，电荷量为q的负离子，从静止 经加速电压U 1 加速后，获得速度 ，并沿垂直于电场线方向射入两平行板中央，受偏转电压U2作用后，以速度Ｖ离开电场，已知平行板长为Ｌ，两板间距离为d，
1）离子在偏转电场中运动
的时间、加速度、速度
Ｖ的大小；
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。
l
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
-
-
u1
d
v0
求：
思考题：让一价氢离子、一价氦离子和二价氦离子的混合物经过同一加速电场由静止开始加速，然后在同一偏转电场里偏转，在通过加速电场时获得的动能是否相同？通过偏转电场时，它们是否会分为三股？请说明理由。
答案：通过加速电场时获得的动能Ek=qU,加速电压相同，二价氦离子电荷量最大，所以二价氦离子获得动能最大。粒子的偏转量和偏转角由加速电场和偏转电场决定，所以三种粒子不可能分开为三股。