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一、带电粒子在电场中运动判断与分析 1．带电粒子在电场中的直线运动 例1.如图3-2-1所示，在点电荷+Q的电场中， 一带电粒子-q的初速度v0恰与电场线QP方向 相同，则带电粒子-q在开始运动后，将（ ） A．沿电场线QP做匀加速运动 B．沿电场线QP做变减速运动 C．沿电场线QP做变加速运动 B D．偏离电场线QP做曲线运动 例2.如图3-2-2所示，在匀强电场E中，一带电粒子-q 的初速度v0恰与电场线方向相同，则带电粒子-q在开 始运动后，将（ C） A．沿电场线方向做匀加速运动 B．沿电场线方向做变加速运动 C．沿电场线方向做匀减速运动 D．偏离电场线方向做曲线运动 2．带电粒子在电场中的曲线运动 例3.如图3-2-6所示，两平行金属板间有匀强电场， 场强方向指向下板，一带电量为-q的粒子，以初速度 v0垂直电场线射入电场中，则粒子在电场中所做的运 动可能是（ ） C A．沿初速度方向做匀速运动 B．向下板方向偏移，做匀变速曲线运动 C．向上板方向偏移，轨迹为抛物线 D．向上板偏移，轨迹为一段圆弧 二、带电粒子在电场中的偏转 带电粒子以垂直匀强电场的场强方 向射入电场，若不计粒子的重力，则 做类似平抛运动。 + d -q + + + + + v⊥ φ y φ v0 l/2 - - - - - l 结论：做类平抛运动的物体任意时刻的速度的 反向延长线一定通过此时水平位移的中点。 带电粒子在电场中 类似平抛运动规律 Vx V0 1、速度： qE qU V at t y m md t x v0t 2、位移： 2 1 1 qE 2 1 qU 2 y at t 2 m 2 md t 2 3．如图所示，离子发生器发射出束质量为m， 电量为q的离子，从静止经加速电压U1加速后 进入偏转电场。已知平行板长为L，两板间距 离是d，电压U2求离子离开偏转电场时的侧移 距离和偏向角的正切值。 - - - + + y1 y2 y 4.如图3-2-10所示，质量为m，电量为e的电子， 从A点以速度v0垂直场强方向射入匀强电场中， 从B点射出电场时的速度方向与电场线成120度 角，则A、B两点间的电势差是多少？ 四、示波管的原理 有两个偏转电极XX’、YY’，经过着两个板偏转， 就得到不同位置的亮点，两极板电压不断变化， 就可以在屏上得到不同的图象。 l1 五、带电体在电场中的运动 【例1】如图所示,在方向竖直向上的匀强电 场中,一绝缘轻细线一端固定于O点,另一端系 一带正电的小球在竖直平面内恰好做匀速圆 周运动。小球的带电量为q，质量为m， 求：匀强电场的场强是多大？ 【例2】如图所示,在方向竖直向下的匀强电 场中,一绝缘轻细线一端固定于O点,另一端系 一带正电的小球在竖直平面内做圆周运动。 小球的带电量为q，质量为m，绝缘细线长为 L，电场的场强为E，若带电小球恰好能通过 最高点A，则在A点时小球的速率v1为多大？ 小球运动到最低点B时的速率v2为多大？运 动到B点时细线对小球的拉力为多大？ 例3.如图3-2-12所示，在水平向右的匀强电场中的A点， 有一个质量为m，带电量为-q的油滴以速度v竖直向上 运动．已知当油滴经过最高点B时，速度大小也为 v．求：场强E的大小及A、B两点间的电势差． 是否分成三股，先考虑偏转距离y 如果y不同 如果y相同 分成三股 偏转角φ不同 偏转角φ相同 不会分成三股 例题2：如图，两极板的长度为6cm，相距2cm， 极板间的电压为200V。一电子水平射入图示 的电场中，射入时的初速度3×107 m/s。求 电子射出电场时竖直偏移的距离和偏移的角 度。 解：电子在竖直方向做匀加速运动，加速度 a=F/m=qE/m=qU/md. 电子射出电场时竖直偏移的距离 y=at2 /2，其中t为飞行时间， 电子在水平方向做匀速运动，由 L=v0t 可求得: t=L/v0，将a和t代入y=at2 /2 中，得到 ql 2 y U 2 2mv0 d 代入数值得y=0.36cm 电子离开电场时竖直方向的分速度: v y at 离开电场时的偏转角度为 vy ql tan U 2 v0 mv0 d 角度为6.8度 qU md vL0 对 比 带电粒子以垂直匀强电场的场强方向射入场， 若不计粒子的重力，则做类似平抛运动。 物体在重力场中 平抛运动规律 V x V0 V y gt x v 0 t 22 1 y 2 gt 带电粒子在电场中 类似平抛运动规律 V x V0 qE qU V at t y m md t x v0 t 2 1 1 qE 2 1 qU 2 y 2 at 2 m t 2 md t 带电粒子的偏转 + d + + + + + v φ y -q φ v0 l/2 - - - - - l 结论： v⊥ v0 谢谢！