高中物理《帶電粒子在電場中運動》課件三（22張PPT）

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歡迎進入物理課堂 F qE 電場強度 電勢差 學習運用電場強度 電場力等概念研究帶電粒子在電場中運動時的加速度 速度 位移等物理量的變化 學習運用電勢差 電場力做功等概念研究帶電粒子在電場中運動時的能量的轉(zhuǎn)化 第一章靜電場 1 9帶電粒子在電場中的運動1 帶電粒子在電場中要受到哪些力的作用 通常要受到重力和電場力 一個電子的質(zhì)量為0 91 10 30kg 電荷量e 1 6 10 19C 當它位于E 5 104V m的電場中時 受到的重力G為多大 受到的電場力F為多大 F G 你會發(fā)現(xiàn)什么 G mg 9 10 30N F G 1 1015 F qE 8 10 15N 電子 質(zhì)子 離子等微觀帶電粒子所受重力一般遠小于電場力 重力可以忽略 有說明或暗示除外 注意 忽略粒子的重力并不是忽略粒子的質(zhì)量 3 帶電體 是否考慮重力 要根據(jù)題目暗示或運動狀態(tài)來判定 1 微觀帶電粒子 如電子 質(zhì)子 離子等 帶電粒子所受重力一般遠小于電場力 一般都不考慮重力 有說明或暗示除外 2 宏觀帶電微粒 如帶電小球 液滴 塵埃等 一般都考慮重力 有說明或暗示除外 注意 帶電粒子與帶電微粒的區(qū)別 帶電體一般可分為兩類 帶電粒子在電場中 受電場力 產(chǎn)生加速度 使速度變化 利用電場使帶電粒子 加速 偏轉(zhuǎn) 一 qmV0 V 怎樣求粒子加速后到達另一板的速度 1 動力學觀點 U d E F v 由牛頓第二定律 由運動學公式 初速度不為零呢 只適用于勻強電場 一 帶電粒子的加速 電場力 F qE 2 能量觀點 U d E v 由動能定理 適用于任何電場 一 帶電粒子的加速 電場力做功 W qU 速度v與電勢差U 比荷q m的平方根成正比與距離d無關 初速度不為零呢 用動能定理解題簡便 電場力 加速度 末速度 一 帶電粒子的加速小結 1 動力學觀點 運行時間 2 能量觀點 電場力做功 W qU 例題1 熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子 在金屬絲和金屬板間加以電壓U 2500V 發(fā)射出的電子在真空中加速后 從金屬板的小孔穿出 電子穿出時的速度有多大 設電子剛離開金屬絲時的速度為零 解 根據(jù)動能定理得 例題1 熾熱的金屬絲可以發(fā)射電子 在金屬絲和金屬板間加以電壓U 2500V 發(fā)射出的電子在真空中加速后 從金屬板的小孔穿出 電子穿出時的速度有多大 設電子剛離開金屬絲時的速度為零 電荷量為e的電子從金屬絲移動到金屬板 兩處的電勢差為U 電勢能減少量為eU 減少的電勢能全部轉(zhuǎn)化為電子的動能 解 1 下列粒子由靜止經(jīng)加速電壓為U的電場加速后 哪種粒子動能最大 哪種粒子速度最大 A 質(zhì)子B 電子C 氘核D 氦核 例與練 與電量成正比 與比荷平方根成正比 D B 1 真空中有一對平行金屬板 相距6 2cm 兩板電勢差為90V 二價的氧離子由靜止開始加速 從一個極板到另一個極板時 動能是多大 這個問題有幾種解法 哪種解法比較簡便 2 如圖所示 M N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板 質(zhì)量為m 電量為 q的帶電粒子 以極小的初速度由小孔進入電場 當M N間電壓為U時 粒子到達N板的速度為v 如果要使這個帶電粒子到達N板的速度為2v 則下述方法能滿足要求的是 A 使M N間電壓增加為2UB 使M N間電壓增加為4UC 使M N間電壓不變 距離減半D 使M N間電壓不變 距離加倍 例與練 M N U d v與電壓平方根成正比 B 3 如圖M N是在真空中豎直放置的兩塊平行金屬板 質(zhì)量為m電量為 q的帶電粒子 以初速度V0由小孔進入電場 當M N間電壓為U時 粒子剛好能到達N板 如果要使這個帶電粒子能夠到達M N兩板間距的1 2處返回 則下述方法能滿足要求的是 A 使初速度減半B 使M N間電壓加倍C 使M N間電壓提高4倍D 使初速度和M N間電壓都加倍 例與練 M N U d v0 B 2 某種金屬板M受到某種紫外線照射時會不停地發(fā)射電子 射出的電子具有不同的方向 其速度大小也不相同 在M旁放置一個金屬網(wǎng)N 如果用導線將MN連起來 M射出的電子落到N上便會沿導線返回M 從而形成電流 現(xiàn)在不把M N直接相連 而按圖1 9 11那樣在M N之間加一個電壓U 發(fā)現(xiàn)當U 12 5V時電流表中就沒有電流 問 被這種紫外線照射出的電子 最大速度是多少 4 如圖所示的電場中有A B兩點 A B的電勢差UAB 100V 一個質(zhì)量為m 2 0 10 12kg 電量為q 5 0 10 8C的帶電粒子 以初速度v0 3 0 103m s由A點運動到B點 求粒子到達B點時的速率 不計粒子重力 例與練 q為負 5 如圖所示 A B為平行金屬板電容器 兩板間的距離為d 在A板的缺口的正上方距離為h的P處 有一靜止的 質(zhì)量為m 帶電量為 q的液滴由靜止開始自由落下 若要使液滴不落在B板上 兩板間的電壓U至少為多大 兩板間場強E至少為多大 例與練 mg mg qE 對全過程由動能定理 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全