高二物理課件 1.9 帶電粒子在電場中的運(yùn)動(dòng) 13（人教版選修3-1）

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歡迎進(jìn)入物理課堂 帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的偏轉(zhuǎn) 帶電粒子的偏轉(zhuǎn) q F 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析勻變速曲線運(yùn)動(dòng) 類平拋運(yùn)動(dòng) 分析方法沿初速度方向 勻速直線運(yùn)動(dòng)沿電場線方向 初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 1 加速度 2 飛行時(shí)間 3 側(cè)移距離 4 偏角 對粒子偏角的討論 1 若不同的粒子是從靜止經(jīng)過同一電場加速電壓加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場 由動(dòng)能定理有 偏角大小與粒子q m無關(guān) 即都相同 2 將粒子飛出電場時(shí)的速度反向延長 交原運(yùn)動(dòng)方向于O點(diǎn) O點(diǎn)距電場邊緣距離為x 則 粒子從偏轉(zhuǎn)電場中射出時(shí) 好像從極板間l 2處沿直線射出似的 求帶電粒子離開電場時(shí)速度的大小 方法2 根據(jù)動(dòng)能定理求解 方法1 根據(jù)速度合成求解 鞏固提高 例1 讓一價(jià)氫離子 一價(jià)氦離子和二價(jià)氦離子的混合物由靜止開始經(jīng)過同一加速電場加速 然后在同一偏轉(zhuǎn)電場里偏轉(zhuǎn) 它們是否會(huì)分為三股 請說明理由 答案 不會(huì)分為三股 比較離子在偏轉(zhuǎn)電場的側(cè)移距離y 如果y不相同 如果y相同 會(huì)分為三股 不會(huì)分為三股 比較離子是否以相同偏角 射出 如果 不相同 會(huì)分為三股 如果 相同 不會(huì)分為三股 例2 在光滑水平面上有一質(zhì)量m 1 0 10 3kg 電量q 1 0 10 10C的帶正電小球 靜止在O點(diǎn) 以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn) 在該水平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系Oxy 現(xiàn)突然加一沿x軸正方向 場強(qiáng)大小E 2 0 106V m的勻強(qiáng)電場 使小球開始運(yùn)動(dòng) 經(jīng)過1 0s 所加勻強(qiáng)電場突然變?yōu)檠貀軸正方向 大小仍為E 2 0 106V m 再經(jīng)過1 0s 所加電場又突然變?yōu)榱硪粋€(gè)勻強(qiáng)電場 使小球在此電場作用下經(jīng)1 0s速度變?yōu)榱?求此電場的方向及速度變?yōu)榱銜r(shí)小球的位置 分析 帶電粒子在沿X方向的電場力作用下 沿X方向作勻加速直線運(yùn)動(dòng) 接著在Y方向的電場力的作用下 作類平拋運(yùn)動(dòng) 最后加上一個(gè)適當(dāng)?shù)碾妶龊?作減速運(yùn)動(dòng)1 0秒后速度為零 解 第一秒小球運(yùn)動(dòng)加速度為a qE m 0 2m s21s末小球的速度和位移分別為vx at 0 2m s X1 1 2at2 0 1m 在第2秒內(nèi) 小球在X方向作速度為vx的勻速運(yùn)動(dòng) 在Y方向作初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 沿X方向移動(dòng)的距離為 X2 VXt 0 2m沿方向移動(dòng)的距離為 y 1 2at2 0 1m故在第2秒末 小球到達(dá)的位置坐標(biāo)為X2 x1 x2 0 30my2 y 0 10m 在第2秒末 小球在x方向的分速度仍為vx 在y方向的的分速度為vy at 0 20m s 故此時(shí)物體的合速度方向與x軸成450 要使小球的速度變?yōu)榱?第3秒內(nèi)所加勻強(qiáng)電場的方向必須與此方向相反 即指向第三象限 與x軸成2250角 在第3秒內(nèi) 設(shè)在電場作用下小球加速度的x分量的y分量分別為ax ay 則ax vx t 0 20m s2ay vy t 0 20m s2在第3秒末小球到達(dá)的位置坐標(biāo)為X3 x2 vxt 1 2at2 0 40mY3 y2 vyt 1 2at2 0 20m 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全