高二物理課件 1.9 帶電粒子在電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(duì)粒子偏角的討論 1 若不同的粒子是從靜止經(jīng)過(guò)同一電場(chǎng)加速電壓加速后進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng) 由動(dòng)能定理有 偏角大小與粒子q m無(wú)關(guān) 即都相同 2 將粒子飛出電場(chǎng)時(shí)的速度反向延長(zhǎng) 交原運(yùn)動(dòng)方向于O點(diǎn) O點(diǎn)距電場(chǎng)邊緣距離為x 則 粒子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)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(kāi)電場(chǎng)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(kāi)始經(jīng)過(guò)同一加速電場(chǎng)加速 然后在同一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)里偏轉(zhuǎn) 它們是否會(huì)分為三股 請(qǐng)說(shuō)明理由 答案 不會(huì)分為三股 比較離子在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)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(chǎng)強(qiáng)大小E 2 0 106V m的勻強(qiáng)電場(chǎng) 使小球開(kāi)始運(yùn)動(dòng) 經(jīng)過(guò)1 0s 所加勻強(qiáng)電場(chǎng)突然變?yōu)檠貀軸正方向 大小仍為E 2 0 106V m 再經(jīng)過(guò)1 0s 所加電場(chǎng)又突然變?yōu)榱硪粋€(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng) 使小球在此電場(chǎng)作用下經(jīng)1 0s速度變?yōu)榱?求此電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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?chǎng)后 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(chǎng)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(chǎng)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(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全